DE102019121859B3 - Siliziumcarbid-vorrichtung mit graben-gate - Google Patents

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Dethard Peters
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Michael Hell
Paul Ellinghaus
Konrad Schraml
Jens Peter Konrath
Rudolf Elpelt
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Abstract

Eine Siliziumcarbid-Vorrichtung (500) enthält eine streifenförmige Graben-Gatestruktur (150), die sich von einer ersten Oberfläche (101) in einen Siliziumcarbid-Körper (100) erstreckt. Die Gatestruktur (150) weist eine Gatelänge (L0) entlang einer lateralen ersten Richtung (291) auf. Eine Bodenfläche (158) und eine aktive erste Gate-Seitenwand (151) der Gatestruktur (150) sind über eine erste Bodenkante (156) der Gatestruktur (150) verbunden. Die Siliziumcarbid-Vorrichtung (500) enthält ferner zumindest ein Sourcegebiet (110) eines ersten Leitfähigkeitstyps. Ein Abschirmgebiet (160) eines zweiten Leitfähigkeitstyps ist über zumindest 20 % der Gatelänge mit der ersten Bodenkante (156) der Gatestruktur (150) in Kontakt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Siliziumcarbid-Vorrichtung, insbesondere auf einen Siliziumcarbid-Schalter mit Transistorzellen.
  • HINTERGRUND
  • Elektrische Schaltungen zum Transformieren elektrischer Energie beispielsweise in DC/AC-Wandlern, AC/AC-Wandlern oder AC/DC-Wandlern und in elektrischen Schaltungen, die induktive Lasten, z.B. in Motortreiberschaltungen, ansteuern, können Leistungs-Halbleitervorrichtungen als Schalter enthalten. Ein Schalten schwerer induktiver Lasten kann LC-Oszillationen auslösen. Auf der anderen Seite ist verglichen mit Silizium die dielektrische Durchbruchfeldstärke von Siliziumcarbid (SiC) hoch. SiC-Vorrichtungen können für das gleiche nominale Sperrspannungsvermögen signifikant dünner als äquivalente Siliziumvorrichtungen ausgebildet werden, und als Folge davon kann der Durchgangswiderstand von SiC-Vorrichtungen signifikant niedriger sein.
  • Die Druckschrift US 9 136 372 B2 und die Druckschrift DE 10 2016 124 973 A1 beschreiben SiC MOSFETs (SiC metal oxide semiconductor field effect transistors) mit Grabengatestrukturen. An eine aktive Seitenwand einer Grabengatestruktur grenzen ein Sourcegebiet und ein Bodygebiet an. Im eingeschalteten Zustand des SiC MOSFETs bildet sich im Bodygebiet ein Inversionskanal entlang der aktiven Grabengateseitenwand. Auf einer der aktiven Grabengateseitenwand gegenüberliegenden passiven Seitenwand erstreckt sich ein p dotiertes Abschirmgebiet bis unter die Unterkante der Grabengatestruktur. Die Druckschrift DE 10 2016 124 973 A1 sieht auf der passiven Seite der Grabengatestruktur p+ Oberregionen und p-dotierte Abschirmregionen vor, wobei die p-dotierten Abschirmregionen jeweils zwischen einer p+ Oberregion und einem n dotierten Driftbereich ausgebildet sind. Die Druckschrift US 2007 / 0 114 602 A1 beschreibt MOSFETS mit streifenartigen Grabengatestrukturen und p-dotierten Guardring-Gebieten, die sich zwischen benachbarten Grabengatestrukturen bis unter die Unterkante der Grabengatestrukturen erstrecken. Die Guardring-Gebiete sind mit der Vorderseitenelektrode verbunden und leiten im Avalanchefall den Löcherstrom ab. Die Guardring-Gebiete können quer zu den Grabengatestrukturen verlaufen.
  • Es besteht eine Notwendigkeit, den Bereich möglicher Anwendungen für Siliziumcarbid-Vorrichtungen zu vergrößern.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf eine Siliziumcarbid-Vorrichtung. Die Siliziumcarbid-Vorrichtung umfasst eine streifenförmige Graben-Gatestruktur, die sich von einer ersten Oberfläche in einen Siliziumcarbid-Körper erstreckt. Die Gatestruktur weist eine Gatelängsausdehnung (Im Folgenden: Gatelänge) entlang einer lateralen ersten Richtung auf. Eine Bodenfläche und eine erste Gate-Seitenwand der Gatestruktur sind über eine erste Bodenkante der Gatestruktur verbunden. Diese Siliziumcarbid-Vorrichtung enthält ferner zumindest ein Sourcegebiet eines ersten Leitfähigkeitstyps. Ein Abschirmgebiet eines zweiten Leitfähigkeitstyps ist über zumindest 20 % der Gatelänge mit der ersten Bodenkante der Gatestruktur in Kontakt.
  • Figurenliste
  • Die beiliegenden Zeichnungen sind beigeschlossen, um ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen zu liefern, und sie sind in diese Patentbeschreibung einbezogen und bilden einen Teil von ihr. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen einer Siliziumcarbid-Vorrichtung und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern von Prinzipien der Ausführungsformen. Weitere Ausführungsformen werden in der folgenden detaillierten Beschreibung und den Ansprüchen beschrieben.
    • 1A - 1D veranschaulichen schematische Drauf- und vertikale Querschnittsansichten eines Bereichs einer Siliziumcarbid-Vorrichtung mit Sourcegebieten und Abschirmgebieten gemäß Ausführungsformen.
    • 2A - 2D veranschaulichen schematische Drauf- und vertikale Querschnittsansichten eines Bereichs einer Siliziumcarbid-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform mit einem Abschirmgebiet, das tiefe Teilabschnitte enthält, die in einer Matrix angeordnet sind.
    • 3A - 3D veranschaulichen schematische Drauf- und vertikale Querschnittsansichten eines Bereichs einer Siliziumcarbid-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform mit einem Abschirmgebiet, das streifenförmige tiefe Abschnitte enthält.
    • 4A - 4D veranschaulichen schematische Drauf- und vertikale Querschnittsansichten eines Bereichs einer Siliziumcarbid-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform mit einem Abschirmgebiet, das einen gitterförmigen tiefen Abschnitt enthält.
    • 5A - 5B veranschaulichen schematische perspektivische Ansichten eines Bereichs einer Siliziumcarbid-Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform mit einem Abschirmgebiet, das lateral getrennte tiefe Teilabschnitte enthält.
    • 6A - 6C veranschaulichen schematische horizontale Querschnittsansichten von Bereichen von Siliziumcarbid-Vorrichtungen gemäß weiteren Ausführungsformen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen, die einen Teil hiervon bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen eine Siliziumcarbid-Vorrichtung in die Praxis umgesetzt werden kann. Es ist zu verstehen, dass andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise können Merkmale, die für eine Ausführungsform veranschaulicht oder beschrieben sind, bei oder im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen verwendet werden, um zu noch einer weiteren Ausführungsform zu gelangen. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung derartige Modifikationen und Veränderungen umfasst. Die Beispiele sind mittels einer spezifischen Sprache beschrieben, die nicht als den Umfang der beigefügten Ansprüche begrenzend aufgefasst werden sollte. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und dienen lediglich für Veranschaulichungszwecke. Entsprechende Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen bezeichnet, falls nicht etwas anderes festgestellt wird.
  • Die Begriffe „haben“, „enthalten“, „umfassen“, „aufweisen“ und dergleichen sind offene Begriffe, und die Begriffe geben das Vorhandensein der festgestellten Strukturen, Elemente oder Merkmale an, schließen jedoch das Vorhandensein von zusätzlichen Elementen oder Merkmalen nicht aus. Die unbestimmten Artikel und die bestimmten Artikel sollen sowohl den Plural als auch den Singular umfassen, falls sich aus dem Zusammenhang nicht klar etwas anderes ergibt.
  • Der Begriff „elektrisch verbunden“ beschreibt eine permanente niederohmige Verbindung zwischen elektrisch verbundenen Elementen, beispielsweise einen direkten Kontakt zwischen den betreffenden Elementen oder eine niederohmige Verbindung über ein Metall und/oder ein hochdotiertes Halbleitermaterial. Der Begriff „elektrisch gekoppelt“ umfasst, dass ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente, die für eine Signal- und/oder Leistungsübertragung geeignet sind, zwischen die elektrisch gekoppelten Elementen geschaltet sein können, beispielsweise Elemente, die steuerbar sind, um zeitweise eine niederohmige Verbindung in einem ersten Zustand und eine hochohmige elektrische Entkopplung in einem zweiten Zustand vorzusehen. Ein „ohmscher Kontakt“ ist ein nicht gleichrichtender elektrischer Übergang mit einer linear oder nahezu linearen Strom-Spannung-Charakteristik.
  • Die Figuren veranschaulichen relative Dotierungskonzentrationen durch Angabe von „-“ oder „+“ neben dem Dotierungstyp „n“ oder „p“. Beispielsweise bedeutet „n-“ eine Dotierungskonzentration, die niedriger als die Dotierungskonzentration eines „n“-Dotierungsgebiets ist, während ein „n+“-Dotierungsgebiet eine höhere Dotierungskonzentration hat als ein „n“-Dotierungsgebiet. Dotierungsgebiete der gleichen relativen Dotierungskonzentration haben nicht notwendigerweise die gleiche absolute Dotierungskonzentration. Beispielsweise können zwei verschiedene „n“-Dotierungsgebiete die gleichen oder verschiedene absolute Dotierungskonzentrationen haben.
  • Zwei angrenzende Dotierungsgebiete des gleichen Leitfähigkeitstyps und mit verschiedenen Dotierstoffkonzentrationen bilden einen unipolaren Übergang, z.B. einen (n/n+)-Übergang oder (p/p+)-Übergang, entlang einer Grenzfläche zwischen den beiden Dotierungsgebieten. Beim unipolaren Übergang kann ein Dotierstoffkonzentrationsprofil orthogonal zum unipolaren Übergang eine Stufe oder einen Wendepunkt zeigen, bei der oder dem sich das Dotierstoffkonzentrationsprofil von konkav in konvex oder umgekehrt ändert.
  • Für physikalische Dimensionen angegebene Bereiche schließen die Randwerte ein. Beispielsweise liest sich ein Bereich für einen Parameter y von a bis b als a ≤ y ≤ b. Das Gleiche gilt für Bereiche mit einem Randwert wie „höchstens“ und „zumindest“.
  • Hauptbestandteile einer Schicht oder einer Struktur aus einer chemischen Verbindung oder Legierung sind solche Elemente, deren Atome die chemische Verbindung oder Legierung bilden. Beispielsweise sind Nickel und Silizium die Hauptbestandteile einer Nickelsilizid-Schicht, und Kupfer und Aluminium sind die Hauptbestandteile einer Kupfer-Aluminium-Legierung.
  • Der Begriff „über bzw. oberhalb“ ist nicht dahingehend aufzufassen, dass er „direkt auf“ bedeutet. Vielmehr kann, falls ein Element „oberhalb“ eines anderen Elements positioniert ist (z.B. eine Schicht „oberhalb“ einer anderen Schicht oder „oberhalb“ eines Substrats ist), eine weitere Komponente (z.B. eine weitere Schicht) zwischen den zwei Elementen positioniert sein (z.B. kann eine weitere Schicht zwischen einer Schicht und einem Substrat, falls die Schicht „oberhalb“ des Substrats ist, positioniert sein).
  • Im Hinblick auf Strukturen und dotierte Gebiete, die in einem Siliziumcarbid-Körper ausgebildet sind, liegt ein zweites Gebiet „unterhalb“ eines ersten Gebiets, falls ein minimaler Abstand zwischen dem zweiten Gebiet und einer ersten Oberfläche an der Vorderseite des Siliziumcarbid-Körpers größer ist als ein maximaler Abstand zwischen dem ersten Gebiet und der ersten Oberfläche. Das zweite Gebiet liegt „direkt unterhalb“ des ersten Gebiets, wo die vertikalen Projektionen der ersten und zweiten Gebiete in die erste Oberfläche überlappen. Die vertikale Projektion ist in eine Projektion orthogonal zur ersten Oberfläche.
  • Gebiete und/oder Strukturen können in der gleichen horizontalen Schicht lateral voneinander getrennt sein. Lateral getrennte Gebiete und/oder Strukturen können auch vertikal getrennt (d.h. in verschiedenen horizontalen Schichten positioniert) sein. Im letztgenannten Fall sind orthogonale Projektionen der getrennten Gebiete und/oder Strukturen in eine horizontale Projektionsebene lateral getrennt. Gebiete und/oder Strukturen überlappen lateral, falls orthogonale Projektionen der betreffenden Gebiete und/oder Strukturen in eine horizontale Projektionsebene lateral überlappen.
  • Der Begriff „Leistungs-Halbleitervorrichtung“ bezieht sich auf Halbleitervorrichtungen mit einem hohen Spannungssperrvermögen von zumindest 30 V, zum Beispiel 100 V, 600 V, 3,3 kV oder mehr und mit einem nominalen Durchlassstrom oder Vorwärtsstrom von zumindest 1 A, zum Beispiel 10 A oder mehr.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann eine Siliziumcarbid-Vorrichtung eine streifenförmige Graben-Gatestruktur enthalten, die sich von einer ersten Oberfläche in einen Siliziumcarbid-Körper erstreckt.
  • Der Siliziumcarbid-Körper kann zwei im Wesentlichen parallele Hauptoberflächen der gleichen Form und Größe und eine laterale Oberfläche aufweisen, die die Ränder der beiden Hauptoberflächen verbindet. Beispielsweise kann der Siliziumcarbid-Körper ein polygonales (z.B. rechtwinkliges oder hexagonales) Prisma mit oder ohne gerundete Ränder oder ein Zylinder sein. Der Siliziumcarbid-Körper kann eine Oberflächenausdehnung entlang zwei horizontalen Richtungen aufweisen und kann eine Dicke entlang einer vertikalen Richtung senkrecht zu den horizontalen Richtungen aufweisen. Auf die horizontalen Richtungen wird im Folgenden auch als laterale Richtungen verwiesen.
  • Das Material des Siliziumcarbid-Körpers kann beispielsweise 15R-SiC (Siliziumcarbid des 15R-Polytyps) oder ein Siliziumcarbid mit einem hexagonalen Polytyp wie 2H-SiC, 4H-SiC oder 6H-SiC sein. Zusätzlich zu den Hauptbestandteilen Silizium und Kohlenstoff kann der Siliziumcarbid-Körper Dotierstoffatome, zum Beispiel Stickstoff (N), Phosphor (P), Beryllium (Be), Bor (B), Aluminium (Al) und/oder Gallium (Ga) enthalten. Ferner kann der Siliziumcarbid-Körper unerwünschte Störstellen, zum Beispiel Wasserstoff, Fluor und/oder Sauerstoff, enthalten.
  • Die streifenförmige Graben-Gatestruktur kann sich von einer ersten Oberfläche an einer Vorderseite des Siliziumcarbid-Körpers in den Siliziumcarbid-Körper erstrecken. Die Gatestruktur weist eine Gatelänge entlang einer lateralen ersten Richtung und eine Gatebreite entlang einer lateralen zweiten Richtung auf, die zur ersten Richtung orthogonal ist. Die Gatestruktur kann eine leitfähige Gateelektrode enthalten. Die Gatestruktur kann ferner ein Gatedielektrikum enthalten, das zwischen der Gateelektrode und dem Siliziumcarbid-Körper ausgebildet ist. Zwei gegenüberliegende erste und zweite Gate-Seitenwände können vertikal sein oder können zu der vertikalen Richtung geringfügig geneigt sein. Die ersten und zweiten Gate-Seitenwände können sich verjüngen oder können parallel sein.
  • Im Allgemeinen kann zumindest die erste Gate-Seitenwand im Wesentlichen entlang einer Kristallebene des Siliziumcarbid-Körpers verlaufen, in der eine Ladungsträgerbeweglichkeit hoch ist (z.B. einer der {11-20}- oder der {1-100}-Kristallebenen). Die erste Gate-Seitenwand kann eine aktive Seitenwand sein, das heißt, ein Transistorkanal kann entlang der ersten Gate-Seitenwand verlaufen. In einigen Ausführungsformen kann auch die zweite Gate-Seitenwand eine aktive Seitenwand sein (z.B. im Fall paralleler erster und zweiter Gate-Seitenwände wie eine vertikale Graben-Gatestruktur). In anderen Ausführungsformen (z.B. im Fall einer sich verjüngenden Graben-Gatestruktur) kann die zweite Gate-Seitenwand eine inaktive Seitenwand sein. Von der Vorderseite des Siliziumcarbid-Körpers aus gesehen liegt die erste Gate-Seitenwand an einer ersten Seite der Gatestruktur, und die zweite Gate-Seitenwand liegt an einer gegenüberliegenden zweiten Seite der Gatestruktur.
  • Eine Bodenfläche am Boden der Gatestruktur verbindet die ersten und zweiten Gate-Seitenwände über eine erste und eine zweite Bodenkante. Die Bodenfläche kann einen horizontalen Bereich enthalten. Die erste Gate-Seitenwand kann einen geraden Abschnitt enthalten. Die erste Bodenkante kann einen horizontalen Bereich der Bodenfläche und einen geraden Abschnitt der ersten Gate-Seitenwand verbinden. Dementsprechend kann die zweite Bodenkante einen horizontalen Bereich der Bodenfläche und einen geraden Abschnitt der zweiten Gate-Seitenwand verbinden. Die erste Bodenkante zwischen der Bodenfläche und der ersten Gate-Seitenwand kann spitzwinklig sein oder kann gerundet und/oder angeschrägt (z.B. mit einem stumpfen Winkel) sein.
  • Die Siliziumcarbid-Vorrichtung kann ferner zumindest ein Sourcegebiet enthalten. Das zumindest eine Sourcegebiet kann ein dotiertes Gebiet eines ersten Leitfähigkeitstyps sein. Das Sourcegebiet kann mit der ersten Gate-Seitenwand der Gatestruktur in Kontakt sein oder kann mit einer ersten Gate-Seitenwand einer weiteren Gatestruktur in Kontakt sein. Mit anderen Worten: kein Sourcegebiet, ein einziges Sourcegebiet oder eine Vielzahl von Sourcegebieten kann oder können entlang der ersten Gate-Seitenwand der Gatestruktur ausgebildet sein. Falls kein Sourcegebiet entlang der ersten Gate-Seitenwand der Gatestruktur ausgebildet ist, kann zumindest ein Sourcegebiet entlang einer weiteren Gatestruktur ausgebildet sein. Entlang der gleichen Gatestruktur ausgebildete Sourcegebiete können entlang der ersten Richtung voneinander getrennt sein. Eine Länge jedes Sourcegebiets entlang der ersten Richtung kann zumindest 500 nm, z.B. zumindest 1 µm, betragen.
  • Die Siliziumcarbid-Vorrichtung kann ferner ein Abschirmgebiet enthalten. Das Abschirmgebiet kann ein dotiertes Gebiet eines zweiten Leitfähigkeitstyps sein. Der erste Leitfähigkeitstyp und der zweite Leitfähigkeitstyp sind komplementäre Leitfähigkeitstypen. Der erste Leitfähigkeitstyp kann ein n-Typ sein, und der zweite Leitfähigkeitstyp kann ein p-Typ sein. Alternativ dazu kann der erste Leitfähigkeitstyp ein p-Typ sein, und der zweite Leitfähigkeitstyp kann ein n-Typ sein.
  • Das Abschirmgebiet ist über zumindest 20 % der Gatelänge der Gatestruktur mit der ersten Bodenkante in Kontakt. Beispielsweise kann sich das Abschirmgebiet entlang der kompletten Länge der Gatestruktur erstrecken. Das Abschirmgebiet kann sich zumindest teilweise entlang der ersten Gate-Seitenwand erstrecken. Gemäß anderen Beispielen erstreckt sich das Abschirmgebiet über zumindest 20 % der ersten Gate-Seitenwand. Entlang der ersten Bodenkante kann das Abschirmgebiet zumindest in Abschnitten vertikal unterhalb der Sourcegebiete fehlen. Wo das Abschirmgebiet mit der ersten Bodenkante in Kontakt ist, kann sich das Abschirmgebiet entlang der ersten Gate-Seitenwand von der ersten Oberfläche zur ersten Bodenkante vertikal erstrecken.
  • Gemäß einem anderen Beispiel kann sich das Abschirmgebiet über zumindest 30 % des Abstands zwischen benachbarten Sourcegebieten erstrecken.
  • Das Abschirmgebiet kann ferner mit der zweiten Gate-Seitenwand, mit der zweiten Bodenkante und/oder der Bodenfläche der Gatestruktur in Kontakt sein. Das Abschirmgebiet kann über die komplette Gatelänge der Gatestruktur mit der zweiten Gate-Seitenwand und der zweiten Bodenkante in Kontakt sein. Das Abschirmgebiet kann über die komplette Gatelänge der Gatestruktur mit einem vollständig abgeschirmten Abschnitt der Bodenfläche entlang der zweiten Bodenkante in Kontakt sein. Das Abschirmgebiet kann mit einem teilweise abgeschirmten Abschnitt der Bodenfläche entlang der ersten Bodenkante in Abschnitten zwischen benachbarten Sourcegebieten in Kontakt sein.
  • Mit dem Abschirmgebiet in Kontakt mit einem signifikanten Abschnitt der ersten Bodenkante kann ein signifikanter Bereich der Gatestruktur vollständig im Abschirmgebiet eingebettet sein. Da das Abschirmgebiet die Gatestruktur gegen ein an ein rückseitiges Potential angelegtes Potential, z.B. das Drainpotential, abschirmen kann, kann ein vergrößerter Bereich des Abschirmgebiets entlang der ersten Gate-Seitenwand eine Gate-Drain-Kapazität CGD reduzieren. Das Abschirmgebiet kann mit einem vorderseitigen Potential, z.B. dem Sourcepotential, elektrisch verbunden sein. In diesem Fall kann ein vergrößerter Bereich des Abschirmgebiets in Bezug auf die Sourcegebiete eine Gate-Source-Kapazität CGS erhöhen. Eine erhöhte CGS und ein reduzierte CGD reduzieren signifikant eine Neigung zu Ausschaltoszillationen.
  • Der größere Bereich des Abschirmgebiets entlang der ersten Oberfläche kann eine größere Kontaktfläche zwischen dem Abschirmgebiet und einer vorderseitigen Elektrode bereitstellen, die auf der ersten Oberfläche ausgebildet ist. Die größere Kontaktfläche kann einen ohmschen Kontaktwiderstand zwischen der vorderseitigen Elektrode und dem Abschirmgebiet reduzieren. Außerdem kann der größere Flächenbereich des Abschirmgebiets entlang der ersten Oberfläche die Ausbildung zuverlässiger, niederohmiger ohmscher Kontakte zwischen dem Abschirmgebiet und der vorderseitigen Elektrode weiter vereinfachen. Infolgedessen kann die Widerstandsfähigkeit gegen Spitzenströme einer Bodydiode, die das Abschirmgebiet mit einer Driftstruktur bildet, signifikant verbessert werden. Die größere Kontaktfläche und der reduzierte ohmsche Widerstand des Kontakts zwischen der vorderseitigen Elektrode und dem Abschirmbereich kann auch zu einer Reduzierung eines Überschießens eines Stroms während des Einschaltens, einer Reduzierung von Verlusten einer Bodydiode und/oder einer Reduzierung der Neigung zu Ausschaltoszillationen beitragen.
  • Eine Ausbildung des Abschirmgebiets entlang der ersten Gate-Seitenwand kann den Flächenbereich der Sourcegebiete und als Konsequenz eine gesamte Transistorkanalbreite reduzieren. Die reduzierte Transistorkanalbreite in Kombination mit der verbesserten Abschirmung des Transistorkanals von solchen Bereichen des Abschirmgebiets, welche zwischen den Sourcegebieten entlang der ersten Richtung ausgebildet sind, kann zu einer Verringerung des Sättigungsstroms des Transistors beitragen und kann folglich eine Kurzschlussfestigkeit verbessern. Außerdem ist der komplett abgeschirmte Bereich der Bodenfläche vergrößert, und der nicht komplett abgeschirmte Bereich der Bodenfläche kann von allen vier lateralen Seiten aus effektiv abgeschirmt werden. Beide Effekte können ferner zu einer Erhöhung der Zuverlässigkeit des Gatedielektrikums beitragen.
  • Da in Hochspannungsvorrichtungen, zum Beispiel in Vorrichtungen mit einem Spannungssperrvermögen von zumindest 600 V, beispielsweise zumindest 3 kV, der Widerstand einer Spannung haltenden Schicht die Durchlassverluste dominiert, ist es möglich, dass ein möglicherweise geringfügig erhöhter Durchlasswiderstand des Transistorkanals vernachlässigbar sein kann. Auf der anderen Seite kann die Ausbildung des Abschirmgebiets entlang einem signifikanten Bereich der ersten Gate-Seitenwand ein Schaltverhalten signifikant abmildern, kann Charakteristiken einer Bodydiode verbessern und/oder kann eine Kurzschlussfestigkeit erhöhen. Insbesondere können Hochspannungsvorrichtungen mit einem Spannungssperrvermögen von zumindest 600 V, zum Beispiel zumindest 3 kV, von einem Abschirmgebiet profitieren, das sich über einen signifikanten Bereich der ersten Graben-Seitenwand erstreckt.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Abschirmgebiet über zumindest 30 %, zum Beispiel zumindest 50 %, der Gatelänge mit der ersten Bodenkante in Kontakt sein. Der größere Bereich des Abschirmgebiets kann ferner CGD reduzieren, kann ferner CGS erhöhen und/oder kann weiter eine Zuverlässigkeit der Vorrichtung verbessern.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Abschirmgebiet einen oberen Abschirmbereich und einen tiefen Abschirmbereich umfassen. Der obere Abschirmbereich ist zwischen der ersten Oberfläche und dem tiefen Abschirmbereich gelegen. Der obere Abschirmbereich kann an die erste Oberfläche grenzen (z.B. direkt angrenzen). Eine vertikale Ausdehnung des oberen Abschirmbereichs kann größer als eine vertikale Ausdehnung der Gatestruktur sein. Der obere Abschirmbereich kann z.B. zumindest stellenweise mit der ersten Bodenkante in Kontakt sein.
  • Der obere Abschirmbereich kann entlang der kompletten Länge der Gatestruktur mit der zweiten Bodenkante der Gatestruktur in Kontakt sein. Der tiefe Abschirmbereich kann in einer Schicht des Siliziumcarbid-Körpers zwischen der Bodenfläche der Gatestruktur und einer zweiten Oberfläche an der Rückseite des Siliziumcarbid-Körpers ausgebildet sein.
  • Eine horizontale Querschnittsfläche des tiefen Abschirmbereichs kann gleich oder im Wesentlichen gleich dem horizontalen Querschnitt des oberen Abschirmbereichs sein, wobei die gleiche Implantationsmaske zum Ausbilden des tiefen Abschirmbereichs und des oberen Abschirmbereichs genutzt werden kann. Alternativ dazu können die horizontalen Querschnittsflächen oder der obere Abschirmbereich und der tiefe Abschirmbereich erheblich unterschiedlich sein. Im letztgenannten Fall können unterschiedliche Implantationsmasken den tiefen Abschirmbereich und den oberen Abschirmbereich definieren.
  • Der obere Abschirmbereich und der tiefe Abschirmbereich können entlang der vertikalen Richtung direkt miteinander verbunden sein. Der obere Abschirmbereich und der tiefe Abschirmbereich können in dem Sinne miteinander überlappen, dass eine oder mehr Spitzen des Endes von Reichweiten von Implantationen, die den tiefen Abschirmbereich definieren, innerhalb des oberen Abschirmbereichs liegen können. Der tiefe Abschirmbereich kann entlang der vertikalen Richtung durchgehend sein.
  • Der tiefe Abschirmbereich kann den Abschirmeffekt auf den Transistorkanal und auf solche Bereiche des Gatedielektrikums verbessern, die im Abschirmgebiet nicht direkt eingebettet sind. Die verbesserte Abschirmung des Transistorkanals kann DIBL (eine Drain-induzierte Barrierenabsenkung) reduzieren.
  • Der verbesserte laterale Abschirmeffekt kann eine ausreichende Abschirmung selbst bei einer vergleichsweise geringen vertikalen Ausdehnung des Abschirmgebiets, z.B. des tiefen Abschirmbereichs, ermöglichen. Beispielsweise kann die verbesserte Abschirmung zumindest teilweise eine Reduzierung der vertikalen Ausdehnung des tiefen Abschirmbereichs durch Unterlassen einer Implantation(en) mit einer größeren Implantationsenergie als 1,3 MeV kompensieren. Beispielsweise kann ein vertikaler Abstand zwischen der Gate-Bodenfläche und einen unteren Rand des tiefen Abschirmbereichs auf zumindest 50 nm, z.B. zumindest 300 nm, reduziert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann ein erster Abstand zwischen den oberen Abschirmbereichen und der ersten Gate-Seitenwand kleiner als ein zweiter Abstand zwischen den tiefen Abschirmbereichen und der ersten Gate-Seitenwand sein. Beispielsweise kann ein Oberflächenabschnitt des oberen Abschirmbereichs direkt an das Sourcegebiet grenzen. Der tiefe Abschirmbereich kann einen lateralen Abstand zu den Sourcegebieten entlang zumindest einer lateralen Richtung aufweisen und/oder kann mit dem Sourcegebiet entlang zumindest einer lateralen Richtung lateral überlappen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann der obere Abschirmbereich Trennabschnitte enthalten. Die Trennabschnitte können mit der ersten Gate-Seitenwand in Kontakt sein. Die Trennabschnitte können sich von der ersten Oberfläche hinab zur ersten Bodenkante erstrecken. Die Trennabschnitte können Sourcegebiete lateral trennen, die längs der ersten Richtung entlang der Gatestruktur ausgebildet sind. In diesem Fall kann der obere Abschirmbereich jeden Transistorkanal von allen vier lateralen Seiten aus abschirmen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann der obere Abschirmbereich Trennabschnitte enthalten. Die Trennabschnitte können zwischen den Sourcegebieten gelegen sein. Beispielsweise können die Trennabschnitte mit der ersten Gate-Seitenwand in Kontakt sein. Entlang der ersten Oberfläche können die Trennabschnitte und die Sourcegebiete einen durchgehenden Teil der ersten Gate-Seitenwand der Gatestruktur entlang der ersten Richtung bedecken. Die Trennabschnitte und die Sourcegebiete können die erste Gate-Seitenwand entlang der ersten Oberfläche ganz bedecken.
  • Die Trennabschnitte und die Sourcegebiete können die gleiche Breite entlang der zweiten Richtung aufweisen. Entlang der ersten Oberfläche können die Trennabschnitte des oberen Abschirmbereichs und die Sourcegebiete einander zu einer ersten durchgehenden Fläche ohne Lücken vervollständigen. Das Fehlen weiterer dotierter Gebiete entlang der ersten Gate-Seitenwand oder in der Nähe der ersten Gate-Seitenwand kann ein Ausbilden des oberen Abschirmbereichs und der Sourcegebiete unter Verwendung vergleichsweise einfacher Fotomasken ermöglichen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Siliziumcarbid-Vorrichtung eine erste Gatestruktur und eine benachbarte zweite Gatestruktur enthalten. Jede der ersten Gatestruktur und der zweiten Gatestruktur kann als die oben erwähnte Gatestruktur verkörpert sein. Die erste Gatestruktur oder die zweite Gatestruktur kann sogar der oben erwähnten Gatestruktur entsprechen.
  • Der obere Abschirmbereich und die Sourcegebiete, die der ersten Gatestruktur zugeordnet sind, können zwischen der ersten Gate-Seitenwand der ersten Gatestruktur und der zweiten Gate-Seitenwand der zweiten Gatestruktur angeordnet sein.
  • Insbesondere ist es möglich, dass kein weiteres dotiertes Gebiet, das den Leitfähigkeitstyp des Sourcegebiets aufweist und das über einen ohmschen Pfad mit der Spannung haltenden Schicht elektrisch verbunden ist, in der Fläche zwischen der ersten Gatestruktur und der zweiten Gatestruktur an die erste Oberfläche grenzt.
  • An der ersten Oberfläche kann eine Fläche zwischen der ersten Gate-Seitenwand und der zweiten Gate-Seitenwand mit dem Abschirmbereich und den Sourcegebieten gefüllt sein. Insbesondere kann die Fläche zwischen der ersten Gatestruktur und der zweiten Gatestruktur mit den freigelegten Oberflächen des Abschirmbereichs und des Sourcegebiets vollkommen gefüllt sein.
  • Mit anderen Worten können sich zwischen der ersten Gate-Seitenwand der ersten Gatestruktur und der zweiten Gate-Seitenwand der zweiten Gatestruktur der obere Abschirmbereich und die Sourcegebiete einander entlang der ersten Oberfläche zu einer zweiten durchgehenden Fläche ergänzen. Die zweite durchgehende Fläche umfasst die erste durchgehende Fläche und einen weiteren streifenförmigen Bereich der oberen Oberfläche des oberen Abschirmbereichs in der ersten Oberfläche. Das Fehlen weiterer dotierter Gebiete zwischen benachbarten Gatestrukturen kann eine Ausbildung des oberen Abschirmbereichs und der Sourcegebiete weiter vereinfachen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann entlang der ersten Richtung ein laterales Dotierstoffprofil durch einen Übergang zwischen einem der Trennabschnitte und einem der Sourcegebiete einen Plateauabschnitt enthalten. Der Plateauabschnitt kann widerspiegeln, dass entlang der ersten Richtung die Öffnungen in einer Implantationsmaske für die Implantation eines Sourcegebiets schmaler als die Länge der Maskensäulen einer Implantationsmaske für die Implantation eines oberen Abschirmbereichs sein können. Die Länge der Plateauabschnitte entspricht der Differenz zwischen der Ausdehnung der Maskensäulen für die Implantation eines oberen Abschirmbereichs und der Ausdehnung der Maskenöffnungen für die Implantation des Sourcegebiets entlang der ersten Richtung. Die Länge jedes Plateauabschnitts kann zumindest 50 nm, 200 nm oder gar 500 nm betragen. Beispielsweise kann sich im Plateauabschnitt die Dotierstoffkonzentration um nicht mehr als eine Größenordnung über einen Abstand von 50 nm oder 200 nm oder gar 500 nm ändern. Im Plateauabschnitt kann der Leitfähigkeitstyp der Leitfähigkeitstyp des Trennabschnitts oder der Leitfähigkeitstyp des Sourcegebiets oder intrinsisch sein. Der Plateauabschnitt kann die Ausrichtung der Implantationsmasken für die Ausbildung der Sourcegebiete und/oder Trennabschnitte vereinfachen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Siliziumcarbid-Vorrichtung eine erste Gatestruktur und eine benachbarte zweite Gatestruktur enthalten. Die erste Gatestruktur und die zweite Gatestruktur können als die oben erwähnte Gatestruktur verkörpert sein. Die erste Gatestruktur oder die zweite Gatestruktur kann sogar einer oben erwähnten Gatestruktur entsprechen.
  • Der tiefe Abschirmbereich kann einen tiefen Abschnitt enthalten. Entlang der zweiten Richtung kann der tiefe Abschnitt von der ersten Gate-Seitenwand der ersten Gatestruktur lateral getrennt sein. Ferner kann jeder tiefe Abschnitt mit der zweiten Gate-Seitenwand der zweiten Gatestruktur lateral überlappen.
  • Beispielsweise kann die Siliziumcarbid-Vorrichtung eine Vielzahl von Gatestrukturen enthalten. Der tiefe Abschirmbereich kann eine Vielzahl tiefer Abschnitte enthalten, die zumindest entlang der zweiten Richtung voneinander getrennt sind. Entlang der zweiten Richtung kann jeder tiefe Abschnitt von der ersten Gate-Seitenwand einer ersten von zwei benachbarten Gatestrukturen lateral getrennt sein und kann mit der zweiten Gate-Seitenwand einer zweiten der beiden benachbarten Gatestrukturen lateral überlappen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann der tiefe Abschnitt einen durchgehenden Streifen mit einer zur ersten Richtung parallelen longitudinalen Achse bilden. Der tiefe Abschnitt kann sich über zumindest 90 % der Gatelänge oder über die komplette Gatelänge erstrecken.
  • Beispielsweise kann die Siliziumcarbid-Vorrichtung eine Vielzahl von Gatestrukturen und eine Vielzahl tiefer Abschnitte enthalten. Die tiefen Abschnitte können entlang der zweiten Richtung lateral getrennt sein. Die tiefen Abschnitte können durchgehende Streifen mit zur ersten Richtung parallelen longitudinalen Achsen ausbilden. Beispielsweise kann sich jeder tiefe Abschnitt über zumindest 90 % der Gatelänge oder über die komplette Gatelänge erstrecken. Mit streifenförmigen tiefen Abschnitten kann es möglich sein, dass ein Ausbilden der tiefen Abschnitte ohne eine feine bzw. genaue Justierung einer Fotomaske entlang der ersten Richtung auskommt. Jeder streifenförmige tiefe Abschnitt kann zur Abschirmung von Transistorkanälen beitragen, die auf gegenüberliegenden longitudinalen Seiten der streifenförmigen tiefen Abschnitte ausgebildet werden.
  • Gemäß einem anderen Beispiel kann der tiefe Abschnitt eine Vielzahl tiefer Teilabschnitte enthalten. Die tiefen Teilabschnitte können entlang der ersten Richtung lateral getrennt sein. Die tiefen Teilabschnitte können matrixartig in Linien und Reihen angeordnet sein, wobei die Reihen orthogonal zu den Linien verlaufen können. Zwei der tiefen Teilabschnitte können auf gegenüberliegenden Seiten jedes Sourcegebiets entlang der zweiten Richtung ausgebildet sein. Auf diese Weise kann jeder Transistorkanal durch zumindest zwei tiefe Teilabschnitte, die auf gegenüberliegenden lateralen Seiten ausgebildet sind, abgeschirmt werden.
  • Falls die benachbarten Gatestrukturen zugeordneten Sourcegebiete z.B. um die Hälfte des Abstands von Mitte zu Mitte zwischen benachbarten Sourcegebieten gegeneinander verschoben sind, kann jeder Transistorkanal durch vier tiefe Teilabschnitte, die auf vier gegenüberliegenden lateralen Seiten ausgebildet sind, abgeschirmt werden. Die tiefen Teilabschnitte können in Gebieten fehlen, wo ein Abschirmgebiet nur einen geringen oder vernachlässigbaren Abschirmeffekt hat. Mit matrixartig angeordneten tiefen Abschnitten kann es möglich sein, eine hohe laterale Spreizung des Durchlasswiderstands aufrecht zu erhalten. Matrixartig angeordnete tiefe Teilabschnitte können mögliche nachteilige Effekte der tiefen Teilabschnitte auf andere elektrische Charakteristiken der Siliziumcarbid-Vorrichtung, z.B. den Durchlasswiderstand, gering halten.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform kann ein horizontaler Querschnitt des tiefen Abschirmbereichs ein Gitter mit Gitteröffnungen enthalten. Jede Gitteröffnung kann zumindest einen Bereich eines Sourcegebiets lateral umschließen. Beispielsweise kann jede Gitteröffnung ein komplettes Sourcegebiet lateral umschließen. Gemäß einem anderen Beispiel kann jede Gitteröffnung einen Abschnitt einer Kanalseitenwand umschließen. Beispielsweise kann ein horizontaler Querschnitt des tiefen Abschirmbereichs mit dem horizontalen Querschnitt des oberen Abschirmbereichs unterhalb einer Vielzahl von Gategräben mehr oder weniger identisch sein und kann gebildet werden, indem die gleiche Implantationsmaske genutzt wird. Der gitterförmige tiefe Abschirmbereich kann einen hohen Abschirmeffekt ermöglichen.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Siliziumcarbid-Vorrichtung eine erste Gatestruktur und eine benachbarte zweite Gatestruktur enthalten. Die erste Gatestruktur und die zweite Gatestruktur können als die oben erwähnte Gatestruktur verkörpert sein. Die erste Gatestruktur oder die zweite Gatestruktur können sogar der oben erwähnten Gatestruktur entsprechen.
  • Das Abschirmgebiet kann über die Gatelänge der ersten Gatestruktur mit der ersten Bodenkante in Kontakt sein. Es ist möglich, dass eine Ausrichtung des Abschirmgebiets entlang der ersten Richtung nicht erforderlich ist. Der Herstellungsprozess kann somit äußerst effektiv sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann sich das Sourcegebiet entlang der Gatelänge der zweiten Gatestruktur erstrecken. Es ist möglich, dass eine Ausrichtung des Sourcegebiets entlang der ersten Richtung nicht erforderlich ist. Der Herstellungsprozess kann folglich äußerst effektiv sein.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Siliziumcarbid-Vorrichtung ein Bodygebiet des zweiten Leitfähigkeitstyps und ein Stromspreizgebiet des ersten Leitfähigkeitstyps enthalten. Das Bodygebiet und das Stromspreizgebiet können im Siliziumcarbid-Körper ausgebildet sein. Das Bodygebiet kann das Sourcegebiet und das Stromspreizgebiet trennen.
  • Im Ein- bzw. Durchlasszustand der Siliziumcarbid-Vorrichtung kann ein Transistorkanal im Bodygebiet ausgebildet werden. Der Transistorkanal kann eine entlang der Gatestruktur ausgebildete Inversionsschicht sein. Die Inversionsschicht ermöglicht einen unipolaren Ladungsträgerfluss zwischen dem Sourcegebiet und dem Stromspreizgebiet im Durchlasszustand.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Siliziumcarbid-Vorrichtung eine Driftstruktur zwischen den Gatestrukturen und der zweiten Oberfläche des Siliziumcarbid-Körpers enthalten. Die Driftstruktur kann eine Spannung haltende Struktur enthalten. Die Spannung haltende Struktur kann eine schwach dotierte Driftzone mit einer vertikalen Ausdehnung von zumindest 4 µm, 12 µm, 20 µm oder gar zumindest 100 µm enthalten. Die minimale vertikale Ausdehnung kann vom gewünschten Sperrvermögen der Siliziumcarbid-Vorrichtung abhängen. Beispielsweise kann für ein gewünschtes Sperrvermögen von 650 V (oder 1,2 kV oder 1,7 kV oder 3,3 kV oder 6,5 kV) die vertikale Ausdehnung der Driftzone zumindest 4 µm (oder zumindest 8 µm oder zumindest 12 µm oder zumindest 20 µm oder zumindest 40 µm jeweils) betragen. Alternativ dazu oder zusätzlich kann die Spannung haltende Struktur eine Kompensationsstruktur, z.B. eine Superjunction-Struktur, enthalten.
  • Das Abschirmgebiet und die Driftstruktur können einen pn-Übergang ausbilden. Der pn-Übergang kann als Bodydiode oder als Teil einer Bodydiode effektiv sein, die im vorwärts leitenden Modus ist, wenn die Siliziumcarbid-Vorrichtung in Sperrrichtung vorgespannt ist. Die laterale Kontaktfläche für das Abschirmgebiet entlang der ersten Oberfläche kann einen niederohmigen Kontakt zwischen dem Abschirmgebiet und einer vorderseitigen Elektrode ermöglichen und kann die elektrischen Charakteristiken der Bodydiode verbessern.
  • 1A - 1D zeigen einen Bereich einer Siliziumcarbid-Vorrichtung 500 mit einem Siliziumcarbid-Körper 100. Die Siliziumcarbid-Vorrichtung 500 kann beispielsweise ein IGFET (Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate), zum Beispiel ein MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-FET), oder eine MCD (MOS-gesteuerte Diode) oder ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate) sein oder solche enthalten.
  • Der Siliziumcarbid-Körper 100 kann einkristallines Siliziumcarbid, z.B. einen Siliziumcarbid-Kristall, der die Hauptbestandteile Silizium und Kohlenstoff enthält, enthalten oder daraus bestehen. Der Siliziumcarbid-Kristall kann unerwünschte Störstellen wie Wasserstoff und/oder Sauerstoff und/oder beabsichtigte Störstellen, z.B. Dotierstoffatome, enthalten. Der Polytyp des Siliziumcarbid-Kristalls kann 15R sein oder kann hexagonal, z.B. 2H, 6H oder 4H, sein. Der Siliziumcarbid-Körper 100 kann eine mittels Epitaxie aufgewachsene Siliziumcarbid-Schicht enthalten oder daraus bestehen.
  • Eine erste Oberfläche 101 an einer Vorderseite des Siliziumcarbid-Körpers 100 kann planar oder gerippt sein. Eine mittlere Ebene der ersten Oberfläche 101 erstreckt sich entlang horizontalen Richtungen. Die mittlere Ebene einer planaren ersten Oberfläche 101 ist mit der planaren ersten Oberfläche 101 identisch. Im Fall einer nichtplanaren ersten Oberfläche 101, zum Beispiel im Fall einer gerippten ersten Oberfläche 101, kann die mittlere Ebene eine planare Ebene der kleinsten Quadrate (engl.: planar least squares plane) sein. Position und Orientierung der planaren Ebene der kleinsten Quadrate sind so definiert, dass die Summe der Quadrate der Abweichungen von Oberflächenpunkten der gerippten ersten Oberfläche 101 von der planaren Ebene der kleinsten Quadrate ein Minimum aufweist. Eine vertikale Richtung 104 ist orthogonal zu den horizontalen Richtungen, z.B. parallel zur ersten Oberflächennormalen auf die mittlere Ebene. Auf die horizontalen Richtungen kann im Folgenden auch als laterale Richtungen verwiesen werden.
  • Die vertikale Richtung 104 kann mit einer Hauptgitterrichtung übereinstimmen oder kann um einen Winkel zur Achse zu einer Hauptgitterrichtung geneigt sein, wobei der Winkel zur Achse in einem Bereich von 2° bis 8°, insbesondere 4°, liegen kann. An der Rückseite des Siliziumcarbid-Körpers 100 kann sich eine zweite Oberfläche parallel zu einer planaren ersten Oberfläche 101 oder parallel zu der Ebene der kleinsten Quadrate der gerippten ersten Oberfläche 101 erstrecken.
  • Transistorzellen TC sind an der Vorderseite des Siliziumcarbid-Körpers 100 ausgebildet. Eine Driftstruktur 130 erstreckt sich lateral durch den Siliziumcarbid-Körper 100 zwischen den Transistorzellen TC und der zweiten Oberfläche. Die Driftstruktur 130 kann eine Spannung haltende Struktur, z.B. eine schwach dotierte Driftzone, und/oder eine Kompensationsstruktur, z.B. eine Superjunction-Struktur, umfassen.
  • Jede Transistorzelle TC enthält ein Sourcegebiet 110 eines ersten Leitfähigkeitstyps und ein Bodygebiet 120 eines zweiten Leitfähigkeitstyps. Das Bodygebiet 120 und die Driftstruktur 130 bilden einen ersten pn-Übergang pn1 aus. Das Bodygebiet 120 und das Sourcegebiet 110 bilden einen zweiten pn-Übergang pn2 aus. Eine vertikale Ausdehnung des Bodygebiets 120 entspricht einer Kanallänge der Transistorzellen TC und kann in einem Bereich von 0,2 µm bis 1,5 µm liegen.
  • Streifenförmige Graben-Gatestrukturen 150 erstrecken sich entlang einer lateralen ersten Richtung 291. Zumindest eine Gatestruktur 150 ist in Kontakt mit den Sourcegebieten 110 und den Bodygebieten 120 der Transistorzellen TC. Die Gatestrukturen 150 enthalten eine leitfähige Gateelektrode 155, die eine hochdotierte polykristalline Siliziumschicht und/oder eine metallhaltige Schicht enthalten oder daraus bestehen kann. Ein Gatedielektrikum 159 trennt die Gateelektrode 155 entlang zumindest einer Seite der Gatestruktur 150 vom Siliziumcarbid-Körper 100. Das Gatedielektrikum 159 kann thermisch gewachsenes oder abgeschiedenes Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, ein anderes abgeschiedenes dielektrisches Material oder irgendeine Kombination davon enthalten oder daraus bestehen. Eine Dicke des Gatedielektrikums 159 kann so ausgewählt werden, um Transistorzellen TC mit einer Schwellenspannung im Bereich von 1,0 V bis 8 V zu erhalten. Die Gatestrukturen 150 können ausschließlich die Gateelektrode 155 und das Gatedielektrikum 159 enthalten oder können zusätzlich zu der Gateelektrode 155 und dem Gatedielektrikum 159 weitere leitfähige und/oder dielektrische Strukturen enthalten.
  • Die Gatestrukturen 150 können gleich beabstandet sein und/oder können eine einheitliche Gatebreite w0 aufweisen. Ein Abstand von Mitte zu Mitte zwischen benachbarten Gatestrukturen 150 kann in einem Bereich von 0,5 µm bis 10 µm, z.B. von 1 µm bis 5 µm, liegen. Eine Gatelänge L0 der Gatestrukturen 150 kann bis zu mehrere Millimeter betragen. Eine vertikale Gateausdehnung v0 der Gatestrukturen 150 kann in einem Bereich von 0,3 µm bis 5 µm, z.B. in einem Bereich von 0,5 µm bis 2 µm, liegen.
  • Gegenüberliegende erste und zweite Gate-Seitenwände 151, 152 jeder der Gatestrukturen 150 können im Wesentlichen entlang der vertikalen Richtung 104 verlaufen oder können in Bezug auf die vertikale Richtung 104 um einen Neigungswinkel geneigt sein. Im letztgenannten Fall können die Gatestrukturen 150 parallele erste und zweite Gate-Seitenwände 151, 152 aufweisen, oder die Gatestrukturen 150 können sich mit zunehmendem Abstand zur ersten Oberfläche 101 verjüngen. Der Neigungswinkel zwischen den Gate-Seitenwänden 151, 152 und der vertikalen Richtung 104 kann gemäß der Ausrichtung der Kristallachsen und/oder gemäß dem Winkel zur Achse gewählt werden.
  • Beispielsweise kann der Absolutwert des Neigungswinkels zwischen der ersten Gate-Seitenwand 151 und der vertikalen Richtung 104 vom Absolutwert des Winkels zur Achse um nicht mehr als ±1° abweichen (z.B. im Fall von 4H-SiC kann der Neigungswinkel von zumindest 3° bis höchstens 5° reichen). Der Neigungswinkel kann jedoch vom Winkel zur Achse in der Orientierung abweichen. Der Neigungswinkel zwischen der zweiten Gate-Seitenwand 152, welche der ersten Gate-Seitenwand gegenüberliegt, und der vertikalen Richtung 104 kann gleich dem Neigungswinkel der ersten Gate-Seitenwand 151 oder entgegengesetzt dazu orientiert sein. Je größer der Neigungswinkel ist, desto enger wird von der ersten Oberfläche 101 aus beginnend die sich verjüngende Gatestruktur 150.
  • Im Allgemeinen kann zumindest die erste Gate-Seitenwand 151 im Wesentlichen entlang einer Kristallebene des Siliziumcarbid-Körpers 100 verlaufen, in der eine Ladungsträgerbeweglichkeit hoch ist (z.B. einer der {11-20}- oder der {1-100}-Kristallebenen). Die erste Gate-Seitenwand 151 kann eine aktive Seitenwand sein, das heißt, der Transistorkanal kann entlang der ersten Gate-Seitenwand 151 verlaufen. In einigen Ausführungsformen kann die zweite Gate-Seitenwand 152 ebenfalls eine aktive Seitenwand sein (z.B. im Fall einer vertikalen Graben-Gatestruktur 150). In anderen Ausführungsformen (z.B. im Fall einer sich verjüngenden Graben-Gatestruktur 150) kann die zweite Gate-Seitenwand 152 eine inaktive Seitenwand sein.
  • Eine Bodenfläche 158 am Boden der Gatestrukturen 150 verbindet die ersten und zweiten Gate-Seitenwände 151, 152 oder bildet zumindest einen Teil einer Verbindung zwischen der ersten Gate-Seitenwand 151 und der zweiten Gate-Seitenwand 152. Die Bodenfläche 158 kann einen horizontalen Bereich enthalten. Die Bodenfläche 158 und die erste Gate-Seitenwand 151 jeder Gatestruktur 150 können über eine erste Bodenkante 156 verbunden sein. Die Bodenfläche 158 und die zweite Gate-Seitenwand 152 jeder Gatestruktur 150 können über eine zweite Bodenkante 157 verbunden sein. Die erste Bodenkante 156 kann spitzwinklig sein oder kann gerundet und/oder angeschrägt sein. Die zweite Bodenkante 157 kann spitzwinklig sein oder kann gerundet und/oder angeschrägt sein.
  • In 1A ist eine Vielzahl voneinander separierter (engl.: isolated) Sourcegebiete 110 in einem Bereich des Siliziumcarbid-Körpers 100 zwischen zwei benachbarten Gatestrukturen 150 ausgebildet. Eine laterale Länge L1 der Sourcegebiete 110 entlang der ersten Richtung 291 kann zumindest 500 nm, z.B. zumindest 1 µm, betragen.
  • Trennabschnitte 161 der Abschirmgebiete 160 können benachbarte Sourcegebiete 110 an der ersten Oberfläche 101 entlang der ersten Richtung 201 lateral trennen. Eine laterale Breite w2 der Trennabschnitte 161 und eine laterale Breite w1 der Sourcegebiete 110 können gleich sein. Die Trennabschnitte 161 und die Sourcegebiete 110, die zwischen den gleichen zwei Gatestrukturen 150 ausgebildet sind, können einander zu einer ersten durchgehenden Fläche 410 in der Ebene der ersten Oberfläche 101 ergänzen. Die erste durchgehende Fläche 410 enthält keine Lücke.
  • 1B zeigt ein einziges Sourcegebiet 110, das zwischen zwei benachbarten Gatestrukturen 150 ausgebildet ist. Das Sourcegebiet 110 kann sich ohne jegliche Unterbrechung entlang der kompletten Gatelänge L0 erstrecken. Mit anderen Worten kann sich das Sourcegebiet 110 von einem longitudinalen Ende der Gatestruktur 150 zum entgegengesetzten longitudinalen Ende erstrecken. Entlang einer anderen Gatestruktur 150 ohne ein Sourcegebiet 110 kann sich das Abschirmgebiet 160 ohne jegliche Unterbrechung entlang der kompletten Gatelänge L0 erstrecken.
  • Das Abschirmgebiet 160 kann sich entlang einer oder mehrerer weiterer Gatestrukturen 150 von einem longitudinalen Ende der betreffenden Gatestruktur 150 zum entgegengesetzten longitudinalen Ende erstrecken.
  • Kanal-Seitenwandabschnitte 153 der ersten Gate-Seitenwände 151 erstrecken sich von den Sourcegebieten 110 hinab zu den ersten Bodenkanten 156.
  • Das Abschirmgebiet 160 erstreckt sich wie in 1C und 1D veranschaulicht von der ersten Oberfläche 101 in den Siliziumcarbid-Körper 100. Das Abschirmgebiet 160 kann über die Gatelänge L0 und über die vertikale Gateausdehnung v0 mit den inaktiven zweiten Gate-Seitenwänden 152 in direktem Kontakt sein. Entlang den zweiten Gate-Seitenwänden 152 erstreckt sich das Abschirmgebiet 160 von der ersten Oberfläche 101 hinab bis unterhalb der Gatestruktur 150. Eine erste vertikale Ausdehnung v1 der Abschirmgebiete 160 ist größer als die vertikale Gateausdehnung v0. Beispielsweise kann ein vertikaler Abstand v3 zwischen der Gate-Bodenfläche 158 und einem unteren Rand des Abschirmgebiets 160 zumindest 50 nm, z.B. zumindest 300 nm, betragen.
  • Das Abschirmgebiet 160 umfasst Abschnitte zwischen den Bodygebieten 120 und den inaktiven zweiten Gate-Seitenwänden 152. Die Bodygebiete 120 und das Abschirmgebiet 160 können unipolare Übergänge ausbilden. Das Abschirmgebiet 160 kann die Trennabschnitte 161 enthalten, die benachbarte Sourcegebiete 110 entlang der ersten Richtung 291 trennen. Die Trennabschnitte 161 sind mit den ersten Gate-Seitenwänden 151 außerhalb der Kanal-Seitenwandabschnitte 153 in direktem Kontakt.
  • Eine maximale Dotierstoffkonzentration im Abschirmgebiet 160 kann höher als eine maximale Dotierstoffkonzentration im Bodygebiet 120 sein. Ein vertikales Profil einer Dotierstoffkonzentration im Abschirmgebiet 160 kann ein lokales Maximum an einer Position unterhalb der Gatestruktur 150 aufweisen. Entlang der zweiten Gate-Seitenwand 152 kann eine Dotierstoffkonzentration im Abschirmgebiet 160 höher als, d.h. zumindest zehnmal so hoch wie, eine Dotierstoffkonzentration im Bodygebiet 120 entlang den ersten Gate-Seitenwänden 151 sein.
  • In 2A - 2D umfasst das Abschirmgebiet 160 einen oberen Abschirmbereich 168 und einen tiefen Abschirmbereich 169. Der tiefe Abschirmbereich 169 und der obere Abschirmbereich 168 sind entlang der vertikalen Richtung 104 miteinander verbunden.
  • Eine vertikale Ausdehnung v2 des oberen Abschirmbereichs 168 ist größer als die vertikale Gateausdehnung v0. Der tiefe Abschirmbereich 169 enthält eine Vielzahl tiefer Teilabschnitte 164, die entlang parallelen Linien und parallelen Reihen angeordnet sind, wobei die Reihen orthogonal zu den Linien verlaufen. Entlang der horizontalen zweiten Richtung 292 ist jeder tiefe Teilabschnitt 164 zwischen zwei benachbarten Sourcegebieten 110 ausgebildet. Die tiefen Teilabschnitte 164 können von den Sourcegebieten 110 lateral getrennt sein. Entlang der horizontalen ersten Richtung 291 sind benachbarte tiefe Teilabschnitte 164 der gleichen Reihe lateral getrennt. Eine horizontale Länge der tiefen Teilabschnitte 164 entlang der ersten Richtung 291 kann gleich der, kleiner als die oder größer als eine Länge der Sourcegebiete 110 entlang der ersten Richtung 291 sein.
  • Beispielsweise kann der obere Abschirmbereich 168 die laterale Abschirmung des Gatedielektrikums und des Transistorkanals in solch einem Maß verbessern, dass es möglich ist, die tiefen Teilabschnitte 164 entlang der ersten Richtung 291 in Bezug auf die Ränder der Sourcegebiete 110 wie veranschaulicht symmetrisch zurückzuziehen. In diesem Fall ist die horizontale Länge der tiefen Teilabschnitte 164 geringer als die Länge der Sourcegebiete 110.
  • Ein erster Abstand d1 zwischen den oberen Abschirmbereichen und den ersten Gate-Seitenwänden 151 kann kleiner sein als ein zweiter Abstand d2 zwischen den tiefen Abschirmbereichen 169 und den ersten Gate-Seitenwänden 151.
  • Die Driftstruktur 130 kann eine Driftzone 131 des ersten Leitfähigkeitstyps enthalten. Die Driftzone 131 bildet eine Spannung haltende Struktur, wobei eine vertikale Ausdehnung und eine Dotierstoffkonzentration in der Driftzone 131 so ausgewählt werden können, dass die Siliziumcarbid-Vorrichtung 500 ein nominales Spannungssperrvermögen in einem Aus-Zustand der Siliziumcarbid-Vorrichtung 500 bereitstellt. Die Driftzone 131 kann in einer mittels Epitaxie aufgewachsenen Schicht ausgebildet sein. Eine mittlere Netto-Dotierstoffkonzentration in der Driftzone 131 kann zum Beispiel in einem Bereich von 1E15 cm-3 bis 5E16 cm-3 liegen. Gemäß einem anderen Beispiel kann die Driftstruktur 130 eine Kompensationsstruktur, z.B. eine Superjunction-Struktur, enthalten.
  • Ein hochdotierter Kontaktbereich 139 kann zwischen der Driftstruktur 130 und einer rückseitigen Elektrode ausgebildet sein, die direkt an die zweite Oberfläche 102 des Siliziumcarbid-Körpers 100 grenzt. Der hochdotierte Kontaktbereich 139 und die rückseitige Elektrode bilden einen niederohmigen ohmschen Kontakt. Der Kontaktbereich 139 kann den gleichen Leitfähigkeitstyp wie die Driftzone 131, den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aufweisen oder kann Zonen beider Leitfähigkeitstypen enthalten.
  • Die Driftstruktur 130 kann Stromspreizgebiete 137 enthalten. Die Stromspreizgebiete 137 können zwischen den Bodygebieten 120 und der Spannung haltenden Struktur, z.B. der Driftzone 131, ausgebildet sein. Die Stromspreizgebiete 137 können in Kontakt mit den Bodygebieten 120 ausgebildet sein. Die Stromspreizgebiete 137 können benachbarte tiefe Teilabschnitte 164 lateral trennen. Bereiche der Stromspreizgebiete 137 können direkt unterhalb der tiefen Abschirmbereiche 169 ausgebildet sein. Die Stromspreizgebiete 137 weisen eine höhere mittlere Dotierstoffkonzentration als die Driftzone 131 auf und können eine bessere laterale Spreizung des Durchlassstroms ermöglichen.
  • Implantationsmasken, die die tiefen Teilabschnitte 164 und/oder die Sourcegebiete 110 definieren, können gerundete Öffnungen, z.B. ovale oder kreisförmige Öffnungen, aufweisen. Dementsprechend können die horizontalen Querschnittsflächen der tiefen Teilabschnitte 164 und/oder der Sourcegebiete 110 kreisförmige Segmente, ovale Segmente, Kreise und/oder Ovale umfassen. Eine den oberen Abschirmbereich 168 definierende Implantationsmaske kann gerundete Säulen, z.B. ovale oder kreisförmige Säulen, enthalten. Dementsprechend können die horizontalen Querschnittsflächen von Öffnungen im oberen Abschirmbereich 168 kreisförmige Segmente, ovale Segmente, Kreise und/oder Ovale sein.
  • Eine erste Lastelektrode 310 an der Vorderseite des Siliziumcarbid-Körpers 100 ist mit den Sourcegebieten 110, den Bodygebieten 120 und den Abschirmgebieten 160 elektrisch verbunden. Die Gateelektrode 155 kann mit einer Gate-Metallisierung an der Vorderseite des Siliziumcarbid-Körpers 100 elektrisch verbunden sein. Die Gate-Metallisierung bildet einen Gateanschluss oder ist mit einem solchen elektrisch verbunden oder gekoppelt.
  • Bereiche eines Zwischenschicht-Dielektrikums 210 trennen die erste Lastelektrode 310 und die Gateelektrode 155 in den Gatestrukturen 150. Die erste Lastelektrode 310 kann einen ersten Lastanschluss, welcher ein Anodenanschluss einer MCD oder ein Sourceanschluss eines MOSFET sein kann, bilden oder mit einem solchen elektrisch verbunden oder gekoppelt sein.
  • Eine zweite Lastelektrode 320 bildet einen niederohmigen Kontakt mit dem Kontaktbereich 139. Die zweite Lastelektrode 320 kann einen zweiten Lastanschluss, der ein Kathodenanschluss oder einer MCD oder ein Drainanschluss eines MOSFET sein kann, bilden oder mit einem solchen elektrisch verbunden oder gekoppelt sein.
  • Die veranschaulichte Siliziumcarbid-Vorrichtung 500 ist ein n-Kanal-SiC-TMOSFET, wobei die erste Lastelektrode 310 einen Sourceanschluss S bildet oder mit einem solchen elektrisch verbunden oder gekoppelt ist und wobei die zweite Lastelektrode 320 einen Drainanschluss D bildet oder mit einem solchen elektrisch verbunden oder gekoppelt ist. Die Siliziumcarbid-Vorrichtung 500 enthält eine Vielzahl von Transistorzellen TC und eine Vielzahl von Gatestrukturen 150. Die Transistorzellen TC können elektrisch parallel verbunden sein.
  • In 3A - 3D bilden tiefe Abschnitte 163 des tiefen Abschirmbereichs 169 durchgehende Streifen mit zur horizontalen ersten Richtung 291 parallelen longitudinalen Achsen.
  • In 4A - 4D bildet eine horizontale Querschnittsfläche des tiefen Abschirmbereichs 169 ein Gitter mit Gitteröffnungen 167. Jede Gitteröffnung 167 ist um ein Sourcegebiet 110 herum ausgebildet.
  • 5A - 5B zeigen perspektivische Ansichten einer Siliziumcarbid-Vorrichtung 500 mit Sourcegebieten 110, die entlang Kanal-Seitenwandabschnitten 153 der ersten Gate-Seitenwände 151 ausgebildet sind. Die tiefen Abschirmbereiche 169 enthalten punktförmige tiefe Teilabschnitte 164. Die Abschirmgebiete 160 enthalten einen hochdotierten Kontaktabschnitt 162, der entlang der ersten Oberfläche 101 ausgebildet ist.
  • 6A und 6B beziehen sich auf Siliziumcarbid-Vorrichtungen 500 mit einer Vielzahl von Gatestrukturen 150. Eine Vielzahl von Sourcegebieten 110 ist entlang den ersten Gate-Seitenwänden 151 der Gatestrukturen 150 ausgebildet. Entlang der ersten Oberfläche 101 ergänzen obere Abschirmbereiche 168 von Abschirmgebieten und die Sourcegebiete 110 einander zu einer zweiten durchgehenden Fläche 400 zwischen zwei benachbarten Gatestrukturen 150.
  • In 6A sind die Sourcegebiete 110 matrixartig in Linien und Reihen angeordnet, wobei die Reihen orthogonal zu den Linien verlaufen. Mit anderen Worten sind die Sourcegebiete 110 in den schwarzen und in den weißen Feldern eines Schachbretts ausgebildet.
  • In 6B sind die Sourcegebiete 110 benachbarter Gatestrukturen 150 um den halben Abstand von Mitte zu Mitte zwischen benachbarten Sourcegebieten 110 entlang der ersten Richtung 291 gegeneinander verschoben. Mit anderen Worten können die Sourcegebiete 110 nur in den „weißen“ Feldern eines Schachbretts ausgebildet sein.
  • In 6C erstreckt sich jedes Sourcegebiet 110 entlang der kompletten Gatelänge von Gatestrukturen 150 eines ersten Typs und fehlt komplett entlang den ersten Gate-Seitenwänden 151 von Gatestrukturen 150 eines zweiten Typs. Die Gatestrukturen 150 des ersten Typs und des zweiten Typs können in einem regelmäßigen Muster ausgebildet sein. Beispielsweise können eine, zwei, drei oder mehr Gatestrukturen 150 des ersten Typs (in Kontakt mit Sourcegebieten 110) zwischen jedem Paar von Gatestrukturen 150 des zweiten Typs (ohne Kontakt mit Sourcegebieten 110) ausgebildet sein.
  • Zur Veranschaulichung wurden verschiedene Szenarien bezüglich einer Siliziumcarbid-Vorrichtung beschrieben. Ähnliche Techniken können in Halbleitervorrichtungen implementiert werden, die auf anderen Arten und Typen eines Verbund-Halbleitermaterials für einen Halbleiterkörper, z.B. Galliumnitrid (GaN) oder Galliumarsenid (GaAs), etc. basieren.
  • Zur Veranschaulichung wurden verschiedene Szenarien in Bezug auf eine Siliziumcarbid-Vorrichtung ohne integrierte Schottky-Diode beschrieben. Einige der Ausführungsformen können mit Schottky-Kontakten zwischen der vorderseitigen Elektrode und Diodengebieten des ersten Leitfähigkeitstyps kombiniert werden. Die Diodengebiete können sich zwischen benachbarten Gatestrukturen von der ersten Oberfläche zur Driftstruktur erstrecken. Alternativ dazu oder zusätzlich können Trennabschnitte Schottky-Kontakte von Sourcegebieten lateral trennen. Beispielsweise können p-dotierte Trennabschnitte n-dotierte Diodengebiete von n-dotierten Sourcegebieten lateral trennen.

Claims (16)

  1. Siliziumcarbid-Vorrichtung (500), aufweisend: eine streifenförmige Graben-Gatestruktur (150), die sich von einer ersten Oberfläche (101) in einen Siliziumcarbid-Körper (100) erstreckt, wobei die Gatestruktur (150) eine Gatelängsausdehnung (L0) entlang einer lateralen ersten Richtung (291) aufweist, wobei eine Bodenfläche (158) und eine erste Gate-Seitenwand (151) der Gatestruktur (150) über eine erste Bodenkante (156) der Gatestruktur (150) verbunden sind, und wobei die Bodenfläche (158) und eine zweite Gate-Seitenwand (152) der Gatestruktur (150) über eine zweite Bodenkante (157) der Gatestruktur (150) verbunden sind, zumindest ein Sourcegebiet (110) eines ersten Leitfähigkeitstyps in Kontakt mit der ersten Gate-Seitenwand (151), und ein Abschirmgebiet (160) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei das Abschirmgebiet (160) über zumindest 20 % der Gatelängsausdehnung (L0) in Kontakt mit der ersten Bodenkante (156) der Gatestruktur (150) ist, und wobei das Abschirmgebiet (160) über die Gatelängsausdehnung (L0) in Kontakt mit der zweiten Bodenkante (157) ist.
  2. Siliziumcarbid-Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Abschirmgebiet (160) über zumindest 30 % der Gatelängsausdehnung (L0) mit der ersten Bodenkante (156) in Kontakt ist.
  3. Siliziumcarbid-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abschirmgebiet (160) einen oberen Abschirmbereich (168) und einen tiefen Abschirmbereich (169) aufweist, wobei der obere Abschirmbereich (168) zwischen der ersten Oberfläche (101) und dem tiefen Abschirmbereich (169) liegt und wobei der obere Abschirmbereich (168) mit der ersten Bodenkante (156) und der zweiten Bodenkante (157) in Kontakt ist.
  4. Siliziumcarbid-Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein erster Abstand (d1) zwischen dem oberen Abschirmbereich (168) und der ersten Gate-Seitenwand (151) kleiner als ein zweiter Abstand (d2) zwischen dem tiefen Abschirmbereich (169) und der ersten Gate-Seitenwand (151) ist.
  5. Siliziumcarbid-Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der obere Abschirmbereich (168) Trennabschnitte (161) aufweist, wobei die Trennabschnitte (161) mit den ersten Gate-Seitenwänden (151) in Kontakt sind, und wobei jeder Trennabschnitt (161) entlang der ersten Richtung (291) ausgebildete Sourcegebiete (110) lateral trennt.
  6. Siliziumcarbid-Vorrichtung nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei der obere Abschirmbereich (168) Trennabschnitte (161) aufweist, die zwischen den Sourcegebieten (110) gelegen sind, wobei entlang der ersten Oberfläche (101) die Trennabschnitte (161) und die Sourcegebiete (110) einen durchgehenden Teil der ersten Gate-Seitenwand (151) der Gatestruktur (150) bedecken.
  7. Siliziumcarbid-Vorrichtung nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, wobei die Siliziumcarbid-Vorrichtung eine erste Gatestruktur (150) und eine benachbarte zweite Gatestruktur (150) aufweist, wobei der obere Abschirmbereich (168) und die Sourcegebiete (110) der ersten Gatestruktur (150) zwischen der ersten Gate-Seitenwand (151) der ersten Gatestruktur (150) und der zweiten Gate-Seitenwand (152) der zweiten Gatestruktur (150) angeordnet sind, und wobei an der ersten Oberfläche (101) eine Fläche zwischen der ersten Gate-Seitenwand (151) und der zweiten Gate-Seitenwand (152) mit dem oberen Abschirmbereich (168) und den Sourcegebieten (110) gefüllt ist.
  8. Siliziumcarbid-Vorrichtung nach einem der fünf vorhergehenden Ansprüche, wobei entlang der ersten Richtung (291) ein laterales Dotierstoffprofil über einen Übergang zwischen einem der Trennabschnitte (161) und einem der Sourcegebiete (110) einen Plateauabschnitt aufweist.
  9. Siliziumcarbid-Vorrichtung nach einem der sechs vorhergehenden Ansprüche, wobei die Siliziumcarbid-Vorrichtung eine erste Gatestruktur (150) und eine benachbarte zweite Gatestruktur (150) aufweist, wobei der tiefe Abschirmbereich (169) einen tiefen Abschnitt (163) aufweist, wobei entlang der zweiten Richtung (292) der tiefe Abschnitt (163) von der ersten Gate-Seitenwand (151) der ersten Gatestruktur (150) lateral getrennt ist, und wobei der tiefe Abschnitt (163) mit einer zweiten Gate-Seitenwand (152) der zweiten Gatestruktur (150) lateral überlappt.
  10. Siliziumcarbid-Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der tiefe Abschnitt (163) einen durchgehenden Streifen mit einer zur ersten Richtung (291) parallelen longitudinalen Achse bildet.
  11. Siliziumcarbid-Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der tiefe Abschnitt (163) eine Vielzahl tiefer Teilabschnitte (164) aufweist, und wobei die tiefen Teilabschnitte (164) entlang der ersten Richtung (291) lateral getrennt sind.
  12. Siliziumcarbid-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei ein horizontaler Querschnitt des tiefen Abschirmbereichs (169) ein Gitter mit Gitteröffnungen (167) aufweist, und wobei jede Gitteröffnung (167) zumindest einen Bereich eines der Sourcegebiete (110) umschließt.
  13. Siliziumcarbid-Vorrichtung, aufweisend: streifenförmige Graben-Gatestrukturen (150), die sich von einer ersten Oberfläche (101) in einen Siliziumcarbid-Körper (100) erstrecken, wobei die Gatestrukturen (150) eine Gatelängsausdehnung (L0) entlang einer lateralen ersten Richtung (291) aufweisen, wobei eine Bodenfläche (158) und eine erste Gate-Seitenwand (151) jeder Gatestruktur (150) über eine erste Bodenkante (156) verbunden sind, und wobei die Bodenfläche (158) und eine zweite Gate-Seitenwand (152) jeder Gatestruktur (150) über eine zweite Bodenkante (157) verbunden sind, zumindest ein Sourcegebiet (110) eines ersten Leitfähigkeitstyps in Kontakt mit der ersten Gate-Seitenwand (151) einer ersten der Gatestrukturen (150), und ein Abschirmgebiet (160) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei das Abschirmgebiet (160) über die Gatelängsausdehnung (L0) mit der ersten Bodenkante (156) und der zweiten Bodenkante (157) einer zweiten der Gatestrukturen (150) in Kontakt ist.
  14. Siliziumcarbid-Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Sourcegebiet (110) sich entlang der Gatelängsausdehnung (L0) erstreckt.
  15. Siliziumcarbid-Vorrichtung nach einem vorhergehenden Ansprüche, wobei der Siliziumcarbid-Körper (100) ein Bodygebiet (120) des zweiten Leitfähigkeitstyps und ein Stromspreizgebiet (137) des ersten Leitfähigkeitstyps aufweist, wobei das Bodygebiet (120) das Sourcegebiet (110) und das Stromspreizgebiet (137) trennt.
  16. Siliziumcarbid-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Siliziumcarbid-Körper (110) eine Driftstruktur (130) zwischen den Gatestrukturen (150) und einer zweiten Oberfläche (102) des Siliziumcarbid-Körpers (100) aufweist und wobei das Abschirmgebiet (160) und die Driftstruktur (130) einen pn-Übergang ausbilden.
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