DE102020112193A1 - Halbleiterbauelement mit mehrzweigige gatekontaktstruktur - Google Patents

Halbleiterbauelement mit mehrzweigige gatekontaktstruktur Download PDF

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Abstract

Gemäß einer Ausführungsform eines Halbleiterbauelements enthält das Halbleiterbauelement: einen ersten aktiven Zellbereich mit einer ersten Vielzahl paralleler Gate-Gräben; einen zweiten aktiven Zellbereich mit einer zweiten Vielzahl paralleler Gate-Gräben; und eine Metallisierungsschicht über dem ersten und dem zweiten aktiven Zellbereich. Die Metallisierungsschicht enthält: einen ersten Teil, der ein Halbleiter-Mesa-Gebiet zwischen der Vielzahl paralleler Gate-Gräben in dem ersten und dem zweiten aktiven Zellbereich kontaktiert, und einen zweiten Teil, der den ersten Teil umgibt. Der zweite Teil der Metallisierungsschicht kontaktiert die erste Vielzahl von Gate-Gräben entlang einer ersten Richtung und die zweite Vielzahl von Gate-Gräben entlang einer von der ersten Richtung verschiedenen zweiten Richtung.

Description

  • HINTERGRUND
  • Leistungs-Feldeffekttransistor-(FET)-Bauelemente enthalten Mehr-Zell-(aktives Bauelement)-Bereiche mit Gate-Gräben. Die Gate-Gräben können in Gruppen, die in Längsrichtung senkrecht zueinander verlaufen, angeordnet sein, um Spannungen innerhalb jedes Dies (Chips) und über den Wafer, der verwendet wird, um die Dies herzustellen, zu verringern. Allerdings verkompliziert das Anordnen von Gruppen von Gate-Gräben auf eine senkrechte Weise die Gate-Kontakt-Struktur.
  • Daher kann ein durch die Erfindung zu erreichendes Ziel in der Verbesserung einer Gate-Kontakt-Struktur für Leistungs-FET-Bauelemente gesehen werden.
  • ÜBERBLICK
  • Das oben erwähnte Ziel wird durch die Halbleiterbauelemente gemäß den Ansprüchen 1, 9 und 18 erreicht. Verschiedene Ausführungsformen und Weiterentwicklungen werden durch die abhängigen Ansprüche erfasst. Gemäß einer Ausführungsform eines Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement auf: eine erste Gruppe von Gate-Gräben, die in einem Halbleitersubstrat gebildet sind und sich in Längsrichtung parallel in einer ersten Richtung erstrecken, wobei jeder Gate-Graben der ersten Gruppe eine Gate-Elektrode aufweist, die über einer Feld-Elektrode angeordnet und von dieser elektrisch isoliert ist; eine zweite Gruppe von Gate-Gräben, die in dem Halbleitersubstrat gebildet sind und sich in Längsrichtung parallel in einer zu der ersten Richtung schrägen zweiten Richtung erstrecken, wobei jeder Gate-Graben der zweiten Gruppe eine Gate-Elektrode aufweist, die über einer Feld-Elektrode angeordnet und von dieser elektrisch isoliert ist; und eine erste Metallisierungsschicht, die über dem Halbleitersubstrat liegt und eine Source-Kontakt-Struktur sowie eine von der Source-Kontakt-Struktur elektrisch isolierte Gate-Kontakt-Struktur aufweist. Die Gate-Elektroden der ersten Gruppe von Gate-Gräben sind elektrisch an einem gleichen Ende an einen ersten Zweig der Gate-Kontakt-Struktur, der sich in Längsrichtung in einer zu der ersten Richtung senkrechten Richtung erstreckt, verbunden. Die Gate-Elektroden der zweiten Gruppe von Gate-Gräben sind elektrisch an einem gleichen Ende durch einen zweiten Zweig der Gate-Kontakt- Struktur, der sich in Längsrichtung in einer zu der zweiten Richtung senkrechten Richtung erstreckt, verbunden. Die Feld-Elektroden der ersten Gruppe von Gate-Gräben sind an einem gegenüberliegenden Ende, von dem die Gate-Elektroden der ersten Gruppe mit dem ersten Zweig der Gate-Kontakt-Struktur elektrisch verbunden sind, mit der Source-Kontakt-Struktur elektrisch verbunden. Die Feldelektroden der zweiten Gruppe von Gate-Gräben sind an einem gegenüberliegenden Ende, von dem die Gate-Elektroden der zweiten Gruppe mit dem zweiten Zweig der Gate-Kontakt-Struktur elektrisch verbunden sind, mit der Source-Kontakt-Struktur elektrisch verbunden.
  • Bei einer Ausführungsform ist die erste Metallisierungsschicht durch eine isolierende Schicht von dem Halbleitersubstrat getrennt, die Gate-Elektroden der ersten Gruppe von Gate-Gräben sind durch erste Kontaktöffnungen, die sich durch die isolierende Schicht erstrecken, mit dem ersten Zweig der Gate-Kontakt-Struktur elektrisch verbunden, die Gate-Elektroden der zweiten Gruppe von Gate-Gräben sind durch zweite Kontaktöffnungen, die sich durch die isolierende Schicht erstrecken, mit dem zweiten Zweig der Gate-Kontakt-Struktur elektrisch verbunden, die Feld-Elektroden der ersten Gruppe von Gate-Gräben sind durch dritte Kontaktöffnungen, die sich durch die isolierende Schicht erstrecken, mit der Source-Kontakt-Struktur elektrisch verbunden, und die Feld-Elektroden der zweiten Gruppe von Gate-Gräben sind durch vierte Kontaktöffnungen, die sich durch die isolierende Schicht erstrecken, mit der Source-Kontakt-Struktur elektrisch verbunden.
  • Der erste Zweig der Gate-Kontakt-Struktur kann zwischen der ersten Gruppe von Gate-Gräben und der zweiten Gruppe von Gate-Gräben verlaufen, der erste Zweig der Gate-Kontakt-Struktur kann durch eine zusätzliche isolierende Schicht bedeckt sein, und eine obere Metallschicht, die mit der Source-Kontakt-Struktur der ersten Metallisierungsschicht in Kontakt steht, kann durch die zusätzliche isolierende Schicht von dem ersten Zweig der Gate-Kontakt-Struktur getrennt sein.
  • Für sich oder in Kombination kann die Gate-Kontakt-Struktur nicht unterbrochen sein und eine geschlossene Schleife bilden, und der erste Zweig und der zweite Zweig der Gate-Kontakt-Struktur können miteinander verbunden sein.
  • Für sich oder in Kombination kann die erste Richtung senkrecht zu der zweiten Richtung verlaufen.
  • Für sich oder in Kombination kann die erste Metallisierungsschicht ein Gate-Pad aufweisen, das mit der Gate-Kontakt-Struktur verbunden ist, und die erste Gruppe von Gate-Gräben kann länger als die zweite Gruppe von Gräben sein und sich mit dem Gate-Pad seitlich überlappen.
  • Für sich oder in Kombination kann das Halbleiterbauelement weiterhin einen Sensor aufweisen, der in dem Halbleitersubstrat zwischen der ersten Gruppe von Gräben und der zweiten Gruppe von Gräben gebildet ist.
  • Für sich oder in Kombination kann das Halbleiterbauelement weiterhin aufweisen: eine dritte Gruppe von Gate-Gräben, die in dem Halbleitersubstrat gebildet sind und sich in Längsrichtung parallel zu der zweiten Richtung erstrecken, wobei jeder Gate-Graben der dritten Gruppe eine Gate-Elektrode über einer und von dieser elektrisch isolierten Feld-Elektrode aufweist, wobei die erste Richtung senkrecht zu der zweiten Richtung verläuft, wobei die dritte Gruppe von Gate-Gräben zu der zweiten Gruppe von Gate-Gräben benachbart ist, wobei die dritte Gruppe von Gate-Gräben kürzer als die zweite Gruppe von Gate-Gräben ist, und wobei die dritte Gruppe von Gate-Gräben und die zweite Gruppe von Gate-Gräben der ersten Gruppe von Gate-Gräben zugewandt enden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform eines Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement auf: einen ersten Quadranten von Gate-Gräben, der in einem Halbleitersubstrat gebildet ist und vier Gruppen von streifenförmigen Gate-Gräben aufweist, die sich in Längsrichtung in Richtungen erstrecken, die schräg zueinander verlaufen, einen zweiten Quadranten von Gate-Gräben, der in dem Halbleitersubstrat benachbart zu dem ersten Quadranten von Gate-Gräben ausgebildet ist und vier Gruppen von streifenförmigen Gate-Gräben aufweist, die sich in Längsrichtung in Richtungen erstrecken, die schräg zueinander verlaufen; und eine erste Metallisierungsschicht, die über dem Halbleitersubstrat liegt und eine Gate-Kontakt-Struktur aufweist, die mit Gate-Elektroden in den Gate-Gräben des ersten und zweiten Quadranten elektrisch verbunden ist, wobei die Gate-Kontakt-Struktur einen Zweig aufweist, der entlang jeder Seite des ersten und zweiten Quadranten von Gate-Gräben verläuft, einschließlich eines Zweiges zwischen dem ersten und dem zweiten Quadranten von Gate-Gräben.
  • Der Zweig der Gate-Kontakt-Struktur zwischen dem ersten und dem zweiten Quadranten von Gate-Gräben kann entlang der gesamten Länge der ersten und der zweiten Quadranten von Gate-Gräben nicht unterbrochen verlaufen.
  • Für sich oder in Kombination kann der Zweig der Gate-Kontakt-Struktur zwischen dem ersten und dem zweiten Quadranten von Gate-Gräben entlang der Länge des ersten und des zweiten Quadranten von Gate-Gräben unterbrochen sein.
  • Für sich oder in Kombination kann die erste Metallisierungsschicht eine erste Source-Kontakt-Struktur und eine zweite Source-Kontakt-Struktur, von der Gate-Kontakt-Struktur elektrisch isoliert, aufweisen, wobei die erste Source-Kontakt-Struktur über dem ersten Quadranten von Gate-Gräben positioniert und mit Feldelektroden in den Gate-Gräben des ersten Quadranten von Gate-Gräben elektrisch verbunden sein kann, und die zweite Source-Kontakt-Struktur kann über dem zweiten Quadranten von Gate-Gräben positioniert und mit Feld-Elektroden in den Gate-Gräben des zweiten Quadranten von Gate-Gräben elektrisch verbunden sein.
  • Der Zweig der Gate-Kontakt-Struktur zwischen dem ersten und zweiten Quadranten von Gate-Gräben kann zwischen der ersten Source-Kontakt-Struktur und der zweiten Source-Kontakt-Struktur nicht unterbrochen verlaufen.
  • Für sich oder in Kombination können die erste Source-Kontakt-Struktur und die zweite Source-Kontakt-Struktur durch eine Metallbrücke, die sich durch einen Durchbruch in dem Zweig der Gate-Kontaktstruktur zwischen dem ersten und dem zweiten Quadranten von Gate-Gräben erstreckt, elektrisch miteinander verbunden sein.
  • Für sich oder in Kombination kann der Zweig der Gate-Kontakt-Struktur zwischen dem ersten und dem zweiten Quadranten von Gate-Gräben von einer isolierenden Schicht bedeck sein, und eine obere Metallschicht, die mit der ersten Source-Kontakt-Struktur und der zweiten Source-Kontakt-Struktur der ersten Metallisierungsschicht in Kontakt steht, kann durch die isolierende Schicht von dem Zweig der Gate-Kontakt-Struktur zwischen dem ersten und dem zweiten Quadranten getrennt sein.
  • Für sich oder in Kombination kann die erste Source-Kontakt-Struktur der ersten Metallisierungsschicht benachbart zu einem Gate-Pad sein, das in der ersten Metallisierungsschicht gebildet ist, und die erste Source-Kontakt-Struktur kann eine andere Form als die zweite Source-Kontakt-Struktur aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform eines Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement auf: einen ersten aktiven Zellenbereich, der eine erste Vielzahl paralleler Gate-Gräben aufweist; einen zweiten aktiven Zellbereich, der eine zweite Vielzahl paralleler Gate-Gräben aufweist; und eine Metallisierungsschicht über dem ersten und dem zweiten aktiven Zellbereich, wobei die Metallisierungsschicht aufweist: einen ersten Teil, der ein Halbleiter-Mesa-Gebiet zwischen der Vielzahl paralleler Gate-Gräben in den ersten und zweiten aktiven Zellbereichen kontaktiert; und einen zweiten Teil, der den ersten Teil umgibt, wobei der zweite Teil der Metallisierungsschicht die erste Vielzahl von Gate-Gräben entlang einer ersten Richtung und die zweite Vielzahl von Gate-Gräben entlang einer von der ersten Richtung verschiedenen zweiten Richtung kontaktiert.
  • Fachleute werden beim Lesen der folgenden, ausführlichen Beschreibung und bei der Betrachtung der begleitenden Zeichnungen zusätzliche Merkmale und Vorteile erkennen.
  • Figurenliste
  • Die Elemente der Zeichnungen sind relativ zueinander nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechende ähnliche Teile. Die Merkmale der verschiedenen dargestellten Ausführungsformen können kombiniert werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Die Ausführungsformen sind in den Zeichnungen abgebildet und werden in der folgenden Beschreibung ausführlich erläutert.
    • 1A zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Leistungshalbleiterbauelements mit einer verbesserten Gate-Kontakt-Struktur.
    • 1B zeigt eine Querschnittsansicht des Leistungshalbleiterbauelements entlang einer in 1A mit A-A' bezeichneten Linie.
    • 2 zeigt eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Leistungshalbleiterbauelements mit einer verbesserten Gate-Kontakt-Struktur.
    • Die 3 bis 7 zeigen jeweilige Draufsichten von weiteren Ausführungsformen von Gate-Graben-Quadranten-Implementierungen für ein Leistungshalbleiterbauelement mit einer verbesserten Gate-Kontakt-Struktur.
    • Die 8 und 9 zeigen jeweilige Draufsichten von weiteren Ausführungsformen jeweils mit einer Sensor-Implementierung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die hierin beschriebenen Ausführungsformen stellen eine verbesserte Gate-Kontakt-Struktur für Leistungshalbleiterbauelemente bereit. Gruppen von Gate-Gräben verlaufen in Längsrichtung in verschiedenen Richtungen, und Kontakt zu den Gruppen von Gate-Gräben wird in verschiedenen Richtungen hergestellt.
  • 1A zeigt eine Ausführungsform eines Leistungshalbleiterbauelements 100 mit einer verbesserten Gate-Kontakt-Struktur. 1B zeigt eine Querschnittsansicht des Leistungshalbleiterbauelements 100 entlang der in 1A mit A-A' bezeichneten Linie.
  • Das Leistungshalbleiterbauelement 100 enthält eine Vielzahl aktiver Zellbereiche 102. Die aktiven Zellbereiche 102 sind in 1A als Rechtecke mit dünnen gestrichelten Linien dargestellt. Der Ausdruck ‚aktiver Zellbereich‘, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf ein Gebiet des Leistungshalbleiterbauelements, das während des Bauelementbetriebs einen Teil des Laststroms des Bauelements trägt. Das in den 1A und 1B gezeigte Leistungshalbleiterbauelement 100 ist insofern ein vertikales Leistungsbauelement, als der Laststrom in den aktiven Zellbereichen 102 vertikal durch das Bauelement fließt.
  • Jeder aktive Zellbereich 102 des Leistungshalbleiterbauelements enthält eine Vielzahl paralleler Gate-Gräben 104, die in einem Halbleitersubstrat 106 gebildet sind, wobei sich ein Halbleiter-Mesa-Gebiet 108 zwischen benachbarten der parallelen Gate-Gräben 104 befindet. Ein Sourcegebiet 110 von einem ersten Leitfähigkeitstyp und ein Bodygebiet 112 von einem zweiten Leitfähigkeitstyp sind in jedem Halbleiter-Mesa-Gebiet 108 gebildet. Ein Driftgebiet 114 vom ersten Leitfähigkeitstyp ist unter dem Bodygebiet 112 gebildet. Das Bodygebiet 112 trennt das Sourcegebiet 110 von dem Driftgebiet 114. Eine zwischen dem Sourcegebiet 110 und einer Gate-Elektrode 116 in jedem benachbarten Gate-Graben 104 angelegte Spannung steuert einen leitenden Kanal in dem Bodygebiet 112, und ob ein Strom von dem Sourcegebiet 110 durch das Bodygebiet 112 in jedem aktiven Zellbereich 102 zu dem Driftgebiet 114 fließt, wie dies auf dem Fachgebiet von Halbleitern wohlbekannt ist. Die Gate-Elektrode 116 befindet sich in jedem aktiven Zellbereich 102 über und elektrisch isoliert von einer Feldelektrode 118 in den Gate-Gräben 114. Die Gate-Elektroden 116 sind durch ein Gate-Dielektrikum 120 von dem Halbleitersubstrat 106 elektrisch isoliert, und die Feldelektroden 118 sind durch ein Felddielektrikum 122, das typischerweise dicker als das Gate-Dielektrikum 120 ist, von dem Halbleitersubstrat 106 und den Gate-Elektroden 116 elektrisch isoliert.
  • Eine erste Metallisierungsschicht 124, die über dem Halbleitersubstrat 106 liegt, ist über den aktiven Zellbereichen 102 positioniert und durch ein Zwischenschicht-Dielektrikum 126 wie beispielsweise Oxid, Nitrid, etc. von dem Halbleitersubstrat 106 getrennt. Die erste Metallisierungsschicht 124 enthält einen ersten Teil 124a und einen zweiten Teil 124b, der den ersten Teil 124a umgibt. Der erste Teil 124a der ersten Metallisierungsschicht 124 wird hierin auch als Source-Kontaktstruktur bezeichnet, und der zweite Teil 124b der ersten Metallisierungsschicht 124 wird hierin auch als Gate-Kontaktstruktur bezeichnet.
  • Der erste Teil 124a der ersten Metallisierungsschicht 124 kontaktiert die Halbleiter-Mesa-Gebiete 108 zwischen den parallelen Gate-Gräben 104 in jedem aktiven Zellbereich 102. Der erste Teil 124a der ersten Metallisierungsschicht 124 kontaktiert auch die Feldelektroden 118 an einem Ende der Gate-Gräben 104, wo sich die Feldelektroden 118 zu der oberen Oberfläche 126 des Halbleitersubstrats 106 erstrecken.
  • Der zweite Teil 124b der ersten Metallisierungsschicht 124 kontaktiert die parallelen Gate-Gräben 104 eines aktiven Zellbereichs 102 entlang einer ersten Richtung und die parallelen Gate-Gräben 104 eines benachbarten aktiven Zellbereichs 102 entlang einer von der ersten Richtung verschiedenen zweiten Richtung. Bei einer Ausführungsform verläuft die erste Richtung senkrecht zu der zweiten Richtung.
  • In jedem aktiven Zellbereich 102 kontaktiert der zweite Teil 124b der ersten Metallisierungsschicht 124 die parallelen Gate-Gräben 104 an dem gegenüberliegenden Ende der Gate-Gräben 104, an dem die Feldelektroden 118 durch den ersten Teil 124a der ersten Metallisierungsschicht 124 kontaktiert werden. In dem Zwischenschicht-Dielektrikum 126 gebildete Kontaktöffnungen sind mit einem elektrisch leitenden Material wie beispielsweise Metall, einer Metalllegierung, dotiertem Polysilizium, etc. gefüllt, um erste Kontakte 128 zwischen der Source-Kontakt-Struktur 124a und den Feldelektroden 118 und den Halbleiter-Mesa-Gebieten 108 der aktiven Zellbereiche 102 und zweite Kontakte 130 zwischen der Gate-Kontakt-Struktur 124b und den Gate-Elektroden 116 der aktiven Zellbereiche zu bilden.
  • Eine über der ersten Metallisierungsschicht 124 liegende zweite Metallisierungsschicht 132 steht in Kontakt mit der Source-Kontakt-Struktur 124a, um Source-/Body-Kontakt-Pads 132a zu bilden, die mit dem Sourcegebiet 110, dem Bodygebiet 112 und den Feldelektroden 118 der aktiven Zellbereiche 102 durch den ersten Teil 124a der ersten Metallisierungsschicht 124 elektrisch verbunden sind. Ein isolierendes Material 134 wie beispielsweise Imid trennt z.B. die zweite Metallisierungsschicht 132 von dem zweiten Teil 124b der ersten Metallisierungsschicht 124, um ein Kurzschließen zwischen der Source-Kontakt-Struktur 124a und der Gate-Kontakt-Struktur 124b, die in der ersten Metallisierungsschicht 124 gebildet sind, zu verhindern. Ein Gate-Kontakt-Pad 132b ist ebenfalls in der zweiten Metallisierungsschicht 132 gebildet und von den Source-/Body-Kontakt-Pads 132a elektrisch isoliert. Das in der zweiten Metallisierungsschicht 132 gebildete Gate-Kontakt-Pad 132b ist über einem in der ersten Metallisierung 124 gebildeten Gate-Kontakt-Pad 124c positioniert und kontaktiert dieses durch eine Öffnung in dem isolierenden Material 134, das die zweite Metallisierungsschicht 132 von der ersten Metallisierungsschicht 124 trennt.
  • Externe Verbindungen zu dem Leistungshalbleiterbauelement 100 können durch Bonddrähte, Metallbänder, Metallclips, etc., die an den in der zweiten Metallisierungsschicht 132 gebildeten Kontaktpads 132a, 132b angebracht sind, realisiert werden. Die externen Verbindungen sind in den 1A und 1B nicht gezeigt, und die zweite Metallisierungsschicht 132 ist in 1A nicht gezeigt, um die Sicht auf die darunter liegenden Strukturen nicht zu behindern. Die in der zweiten Metallisierungsschicht 132 gebildeten Kontaktpads 132a, 132b sind in 1A als dicke gestrichelte Linien dargestellt, um die Position der Kontaktpads 132a, 132b relativ zu der Source-Kontakt-Struktur 124a, der Gate-Kontakt-Struktur 124b und dem Gate-Pad 124c, die in der ersten Metallisierungsschicht 124 gebildet sind, anzuzeigen.
  • Gemäß der in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsform besitzt jeder aktive Zellbereich 102 vier Gruppen paralleler Gate-Gräben 104, wobei in 1A jede Gruppe in einem gestrichelten Kasten enthalten ist. Die erste Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 erstreckt sich in Längsrichtung parallel in einer ersten Richtung E1, die zweite Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 erstreckt sich in Längsrichtung parallel in einer zweiten Richtung E2, die dritte Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 erstreckt sich in Längsrichtung parallel in einer dritten Richtung E3, und die vierte Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 erstreckt sich in Längsrichtung parallel in einer vierten Richtung E4. Die Längserstreckungsrichtung einer jeden Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 verläuft schräg zu der Längserstreckungsrichtung einer jeden benachbarten Gruppe paralleler Gate-Gräben 104.
  • Bei einer Ausführungsform können sich die Gate-Gräben 104 in jeder Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 in Längsrichtung senkrecht in Bezug auf die Längserstreckungsrichtung einer jeden benachbarten Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 erstrecken. Zum Beispiel verläuft in 1A die Gate-Graben-Längserstreckungsrichtung E1 in Bezug auf eine Gate-Graben-Längserstreckungsrichtungen E2 und E4 senkrecht (d.h. näherungsweise 90°-Winkel). Die Gate-Graben-Längserstreckungsrichtung E2 verläuft in Bezug auf die Gate-Graben-Längserstreckungsrichtungen E1 und E3 senkrecht. Die Gate-Graben-Längserstreckungsrichtung E3 verläuft in Bezug auf die Gate-Graben-Längserstreckungsrichtungen E2 und E4 senkrecht. Die Gate-Graben-Längserstreckungsrichtung E4 verläuft in Bezug auf die Gate-Graben-Längserstreckungsrichtungen E1 und E3 senkrecht.
  • Weiterhin sind gemäß der in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsform in jedem aktiven Zellbereich 102 die Gate-Elektroden 116 einer jeden Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 an demselben Ende mit einem Zweig 124b_X der Gate-Kontakt-Struktur 124b, der sich in Längsrichtung in einer zu der Längserstreckungsrichtung von jener Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 senkrechten Richtung erstreckt, elektrisch verbunden. Das heißt, für den oberen linken Quadranten der Gate-Graben-Gruppen sind die Gate-Elektroden 116 der Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 mit der Längserstreckungsrichtung E1 an demselben Ende mit einem ersten Zweig 124b _1 der Gate-Kontakt-Struktur 124b, der sich in Längsrichtung in einer zu E1 senkrechten Richtung erstreckt, elektrisch verbunden. Die Gate-Elektroden 116 der Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 mit der Längserstreckungsrichtung E2 sind an demselben Ende mit einem zweiten Zweig 124b 2 der Gate-Kontakt-Struktur 124b, der sich in Längsrichtung in einer zu E2 senkrechten Richtung erstreckt, elektrisch verbunden. Die Gate-Elektroden 116 der Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 mit der Längserstreckungsrichtung E3 sind an demselben Ende mit einem dritten Zweig 124b_3 der Gate-Kontakt-Struktur 124b, der sich in Längsrichtung in einer zu E3 senkrechten Richtung erstreckt, elektrisch verbunden. Die Gate-Elektroden 116 der Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 mit der Längserstreckungsrichtung E4 sind an demselben Ende mit einem vierten Zweig 124b_4 der Gate-Kontakt-Struktur 124b, der sich in Längsrichtung in einer zu E4 senkrechten Richtung erstreckt, elektrisch verbunden. Für die anderen Quadranten der Gate-Graben-Gruppen besitzt die Gate-Kontakt-Struktur 124b dieselbe oder eine ähnliche Konfiguration. Die Gate-Kontakt-Struktur 124b kann nicht unterbrochen sein und eine einzelne geschlossene Schleife um jeden Quadranten der Gate-Graben-Gruppen bilden, und/oder eine geschlossene Schleife um alle Quadranten der Gate-Graben-Gruppen, so dass die Zweige 124b_X der Gate-Kontakt-Struktur 124b, wie in 1A gezeigt, miteinander verbunden sind.
  • Weiterhin sind gemäß der in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsform in jedem aktiven Zellbereich 102 die Feldelektroden 118 einer jeden Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 an einem gegenüberliegenden Ende, von dem die Gate-Elektroden 116 jener Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 mit dem entsprechenden Zweig 124b_X der Gate-Kontakt-Struktur 124b elektrisch verbunden sind, mit der Source-Kontakt-Struktur 124a elektrisch verbunden. Das heißt, für den oberen linken Quadranten der Gate-Graben-Gruppen sind die Feldelektroden 118 der Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 mit der Längserstreckungsrichtung E1 an dem gegenüberliegenden Ende, von dem die Gate-Elektroden 116 mit dem ersten Zweig 124b _1 der Gate-Kontakt-Struktur 124b elektrisch verbunden sind, mit der Source-Kontakt-Struktur 124a elektrisch verbunden. Die Feldelektroden 118 der Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 mit der Längserstreckungsrichtung E2 sind an dem gegenüberliegenden Ende, von dem die Gate-Elektroden 116 mit dem zweiten Zweig 124b_2 der Gate-Kontakt-Struktur 124b elektrisch verbunden sind, mit der Source-Kontakt-Struktur 124a elektrisch verbunden. Die Feldelektroden 118 der Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 mit der Längserstreckungsrichtung E3 sind an dem gegenüberliegenden Ende von dem die Gate-Elektroden 116 mit dem dritten Zweig 124b_3 der Gate-Kontakt-Struktur 124b elektrisch verbunden sind, mit der Source-Kontakt-Struktur 124a elektrisch verbunden. Die Feldelektroden der Gruppe paralleler Gate-Gräben 104 mit der Längserstreckungsrichtung E4 sind an dem gegenüberliegenden Ende, von dem die Gate-Elektroden mit dem vierten Zweig 124b_4 der Gate-Kontakt-Struktur 124b elektrisch verbunden sind, mit der Source-Kontakt-Struktur 124a elektrisch verbunden.
  • Ein Zweig 124b_X der Gate-Kontakt-Struktur 124b kann sich zwischen benachbarten aktiven Zellbereichen 102 erstrecken. Zum Beispiel besitzt das Leistungshalbleiterbauelement 100 gemäß der in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsform vier Quadranten von Gate-Gräben 104, die in dem Halbleitersubstrat 106 gebildet sind, wobei jeder Quadrant von Gate-Gräben 104 vier Gruppen streifenförmiger Gate-Gräben 104 enthält, die sich in Längsrichtung in den Richtungen E1, E2, E3, E4, die schräg zueinander verlaufen, erstrecken. Die in der ersten Metallisierungsschicht 124 gebildete Gate-Kontakt-Struktur 124b ist in den Gate-Gräben 104 eines jeden Quadranten mit den Gate-Elektroden 116 elektrisch verbunden und besitzt einen Zweig 124b_X, der entlang einer jeden Seite eines jeden Quadranten von Gate-Gräben 104 verläuft. Diese enthält einen Zweig zwischen benachbarten Quadranten von Gate-Gräben.
  • Zum Beispiel verläuft in 1A der Zweig 124b_2 zwischen den Quadranten der Gate-Gräben 104 auf den linken und rechten Hälften von 1A, und der Zweig 124b_3 verläuft zwischen den Quadranten der Gate-Gräben 104 auf der oberen und unteren Hälfte von 1A. Bei einer Ausführungsform verläuft, wie in 1A gezeigt, jeder Zweig 124b_X der Gate-Kontakt-Struktur 124b, der in der ersten Metallisierungsschicht 124 ausgebildet und zwischen benachbarten Quadranten der Gate-Gräben 104 positioniert ist, ununterbrochen entlang der gesamten Länge der benachbarten Quadranten der Gate-Gräben 104.
  • Der erste Teil 124a der ersten Metallisierungsschicht 124 kann in eine individuelle Source-Kontakt-Struktur 124a_X für jeden Quadranten der Gate-Gräben 104 segmentiert sein. Die einzelnen Source-Kontakt-Strukturen 124a_X sind von der Gate-Kontakt-Struktur 124b, die ebenfalls in der ersten Metallisierungsschicht 124 gebildet ist, elektrisch isoliert. Gemäß der in 1A gezeigten Ausführungsform ist eine erste Source-Kontakt-Struktur 124a_1 in 1A über dem in der oberen linken Ecke befindlichen Quadranten von Gate-Gräben 104 positioniert und ist mit den Feldelektroden 118 in den Gate-Gräben 104 dieses Quadranten von Gate-Gräben 104 elektrisch verbunden. Eine zweite Source-Kontakt-Struktur 124a_2 ist über dem Quadranten von Gate-Gräben 104, der sich in 1A in der oberen rechten Ecke befindet, positioniert und ist mit den Feldelektroden 118 in den Gate-Gräben 104 dieses Quadranten von Gate-Gräben 104 elektrisch verbunden. Eine dritte Source-Kontakt-Struktur 124a_3 ist über dem Quadranten der Gate-Gräben 104, der sich in 1A in der unteren rechten Ecke befindet, positioniert und ist mit den Feldelektroden 118 in den Gate-Gräben 104 dieses Quadranten der Gate-Gräben 104 elektrisch verbunden. Eine vierte Source-Kontakt-Struktur 124a_4 ist über dem Quadranten von Gate-Gräben 104, der sich in 1A in der unteren linken Ecke befindet, positioniert und ist mit den Feldelektroden 118 in den Gate-Gräben 104 dieses Quadranten der Gate-Gräben 104 elektrisch verbunden. Die einzelnen Source-Kontakt-Strukturen 124a_1, 124a_4, die zu dem in der ersten Metallisierungsschicht 124 ausgebildeten Gate-Pad 124c benachbart sind, können, z.B. wie in 1A gezeigt, eine andere Form als die Source-Kontakt-Strukturen 124a_2, 124a_3, die nicht zu dem Gate-Pad 124c benachbart sind, aufweisen.
  • Die Zweige 124b_2, 124b_3 der Gate-Source-Struktur 124b, die zwischen benachbarten Quadranten der Gate-Gräben 104 positioniert sind, können, z.B. wie in 1A gezeigt, zwischen den Source-Kontakt-Strukturen 124a_1, 124a_2, 124a_3, 124a_4, die über jenen Quadranten der Gate-Gräben 104 positioniert sind, nicht unterbrochen verlaufen. Die Zweige 124b_2, 124b_3 der Gate-Kontakt-Struktur 124b, die zwischen benachbarten Quadranten der Gate-Gräben 104 positioniert sind, sind, wie oben erläutert, durch eine isolierende Schicht 134 wie beispielsweise Imid bedeckt. Die zweite Metallisierungsschicht 132 kontaktiert die einzelnen Source-Kontakt-Strukturen 124a_1, 124a_2, 124a_3, 124a_4 der ersten Metallisierungsschicht 124, die über den Quadranten der Gate-Gräben 124 positioniert sind, und ist, wie in 1B gezeigt, von den Zweigen 124b_2, 124b_3 der Gate-Kontakt-Struktur 124b, die zwischen benachbarten Quadranten der Gate-Gräben 104 positioniert sind, getrennt.
  • Bei einer Ausführungsform ist die zweite Metallisierungsschicht 124 eine obere (oberste) Metallschicht des Leistungshalbleiterbauelements 100, und der Teil 132a der zweiten Metallisierungsschicht 132, der mit den einzelnen Source-Kontakt-Strukturen 124a_1, 124a_2, 124a_3, 124a_4 der ersten Metallisierungsschicht 124 in Kontakt steht, ist als einzelne Metallplatte, die die aktiven Zellbereiche 102 des Bauelements 100 bedeckt, ausgebildet. Eine derartige Source-Platten-Konfiguration besitzt einen geringeren lateralen Widerstand und verbessert deshalb das Stromspreizen/die Homogenität durch Nicht-Unterbrechen/- Teilen der Source-Metallisierung. Eine derartige Source-Platten-Konfiguration minimiert außerdem das Risiko differentieller Kontaktpotentiale mit den einzelnen, in der ersten Metallisierungsschicht 124 gebildeten Source-Kontakt-Strukturen 124a_1, 124a_2, 124a_3, 124a_4.
  • 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Leistungshalbleiterbauelements 200 mit einer verbesserten Gate-Kontakt-Struktur. Die in 2 dargestellte Ausführungsform ist ähnlich zu der in den 1A und 1B gezeigen Ausführungsform. Abweichend davon ist jedoch, dass die Zweige 124b_2, 124b_3 der Gate-Kontakt-Struktur 124b, die zwischen benachbarten Quadranten der Gate-Gräben 104 positioniert sind, entlang der Länge der benachbarten Quadranten der Gate-Gräben 104 unterbrochen sind. Gemäß dieser Ausführungsform sind die Source-Kontakt-Strukturen 124a_1, 124a_2, 124a_3, 124a_4, die über den Quadranten der Gate-Gräben 104 positioniert sind, durch Metallbrücken 202 miteinander verbunden, die sich durch Durchbrüche in den Zweigen 124b_2, 124b_3 der Gate-Kontakt-Struktur 124b, die zwischen benachbarten Quadranten der Gate-Gräben 104 positioniert sind, erstrecken.
  • Das elektrische Verbinden der Source-Kontakt-Strukturen 124a_1, 124a_2, 124a_3, 124a_4 unter Verwendung der in der ersten Metallisierungsschicht 124 gebildeten Metallbrücken 202 schützt gegen eine Beschädigung des Gate-Oxids und verhindert eine Ausbeuteverlust während des Testens des Leistungshalbleiterbauelements 200. Während der Verwendung des Bauelements kann das elektrische Verbinden der Source-Kontakt-Strukturen 124a_1, 124a_2, 124a_3, 124a_4 unter Verwendung der in der ersten Metallisierungsschicht 124 gebildeten Metallbrücken 202 Schutz bieten, z.B. im Fall von getrennten Bonddrahtverbindungen mit jedem in der zweiten Metallisierungsschicht 132 gebildeten Source-/Body-Kontakt-Pad 132a. Wenn ein Satz von Bonddrahtverbindungen beschädigt ist, bieten die in der ersten Metallisierungsschicht 124 gebildeten Metallbrücken 202 immer noch eine elektrische Verbindung zu dem beeinträchtigten aktiven Zellbereich 102 des Bauelements 200. Ein Sensor (in 2 nicht gezeigt) wie beispielsweise ein Stromsensor kann in dem Halbleitersubstrat 106 zwischen benachbarten Gruppen paralleler Gräben 104 in demselben Quadranten der Gate-Gräben 104, oder zwischen Quadranten der Gate-Gräben 104 gebildet sein. Ein derartiger Sensor kann für den durch die defekte externe Verbindung beeinträchtigen aktiven Zellbereich 102 des Bauelements 200 einen Zustand hoher Impedanz detektieren und eine Warnung bereitstellen. Auf diese Weise kann eine korrigierende Maßnahme wie beispielsweise das Abschalten des Bauelements 200 ergriffen werden, bevor ein katastrophaler Fehler auftritt.
  • Die 3 bis 7 zeigen verschiedene Ausführungsformen der oben beschriebenen Gate-Graben-Quadranten-Implementierung. Jeder Quadrant der Gate-Gräben 104 enthält zumindest vier Gruppen streifenförmiger Gate-Gräben 104, die sich in Längsrichtung in einer Richtung E1, E2, E3, E4, die schräg zu der Längserstreckungsrichtung der benachbarten Gruppen streifenförmiger Gate-Gräben 104 verlaufen, erstrecken. Jeder streifenförmige Gate-Graben 104 enthält eine Gate-Elektrode 116 über und elektrisch isoliert von einer Feldelektrode 118, wie oben erläutert.
  • Gemäß der in 3 gezeigten Gate-Graben-Quadranten-Ausführungsform belegt jede Gruppe streifenförmiger Gate-Gräben 104 näherungsweise dieselbe Größe von dem aktiven Bereich 102 in dem Halbleitersubstrat. Zum Beispiel ist ein Verhältnis der Gesamtlänge aller Gate-Gräben 104, die sich in Längsrichtung in den Richtungen E1 und E3 erstrecken, zu der Gesamtlänge aller Gate-Gräben, die sich in Längsrichtung in den Richtungen E2 und E4 erstrecken, etwa 50/50, z.B. nicht mehr als etwa 55/45 oder nicht weniger als 45/55.
  • In 4 sind die Gruppen der streifenförmigen Gate-Gräben 104 zueinander gestaffelt oder dezentriert, so dass sich die Gruppen der streifenförmigen Gate-Gräben 104 nicht treffen oder an derselben Stelle oder Ecke angrenzen.
  • Jedoch belegen in 5 die Gruppen streifenförmiger Gate-Gräben 104 in dem aktiven Bereich 102 des Halbleitersubstrats 106 verschiedene Mengen an Platz. Zum Beispiel kann eine Gruppe der streifenförmigen Gate-Gräben 104 länger als die anderen Gruppen der streifenförmigen Gräben 104 sein und sich mit dem Gate-Pad 124c, das in der ersten Metallisierungsschicht 124 gebildet ist, seitlich überlappen.
  • In 6 belegt die Gruppe der streifenförmigen Gate-Gräben 104 mit Längserstreckungsrichtung E4, verglichen mit den anderen Gruppen der streifenförmigen Gate-Gräben 104, weniger Platz in dem aktiven Bereich 102 des Halbleitersubstrats 106. Weiterhin kann gemäß dieser Ausführungsform ein Sensor 300 in dem Halbleitersubstrat 106 zwischen der kürzeren Gruppe der streifenförmigen Gräben 104 und einer benachbarten Gruppe der streifenförmigen Gräben 104, z.B. auch wie in den 8 und 9 gezeigt, gebildet sein. Das heißt, der Sensor 300 ist in dem Teil des Halbleitersubstrats 106 gebildet, der durch verringern der Größe der Gruppe der streifenförmigen Gate-Gräben 104 mit der Längserstreckungsrichtung E4 verfügbar gemacht wurde. Mit diesem Ansatz wird die Die-Größe nicht vergrößert, um den Sensor 300 zu integrieren.
  • Bei dem Sensor 300 kann es sich zum Beispiel um einen Stromsensor mit demselben oder einem ähnlichen Aufbau wie die Leistungsbauelementzellen handeln. Der Sensor 300 ist mit einem Zweig 124d der ersten Metallisierung, der von der Source-Kontakt-Struktur 124a getrennt ist, elektrisch so verbunden, dass der Erfassungspfad von dem Laststrompfad isoliert ist. Der Sensor 300 befindet sich in 6 außerhalb des Sichtbereichs und ist deshalb als Rechteck mit dicken gestrichelten Linien dargestellt, um die Sensorposition relativ zu den Gruppen der streifenförmigen Gate-Gräben 104 anzuzeigen. Der Sensor 300 kann das gesamte oder einen Teil des gestrichelten Gebiets oder sogar ein anderes Gebiet des Quadranten mit der Längserstreckungsrichtung E4 belegen. Zum Beispiel kann der Sensor 300 in der Mitte des Quadranten mit der Längserstreckungsrichtung E4 platziert werden, wobei sich der Sensorkontaktzweig 124d entlang des gestrichelten Rechtecks zu der Kante des Quadranten erstreckt. Die 8 und 9 zeigen zusätzliche Ausführungsformen für die Platzierung des Sensors 300 in Bezug auf die Quadranten der Gate-Gräben 104.
  • In 7 sind die Gruppen streifenförmiger Gate-Gräben 104 so ausgerichtet, dass sich die Gruppen der streifenförmigen Gate-Gräben 104 an derselben Stelle oder Ecke 400 treffen oder dort angrenzen. Außerdem ist eine zusätzliche Gruppe 402 der streifenförmigen Gate-Gräben 104 in dem Halbleitersubstrat 106 gebildet und erstreckt sich in der Längsrichtung in derselben Richtung, wie die Gruppe der streifenförmigen Gate-Gräben 104, die sich in Längsrichtung in der Richtung E4 erstreckt. Wie die anderen Gruppen der streifenförmigen Gate-Gräben 104 enthält jeder streifenförmige Gate-Graben 104 der zusätzlichen Gruppe 402 der streifenförmigen Gate-Gräben 104 eine Gate-Elektrode 116 über und elektrisch isoliert von einer Feldelektrode 118 in dem Gate-Graben 104. Beide Gruppen streifenförmiger Gate-Gräben 104, die sich in Längsrichtung in der Richtung E4 erstrecken, sind zueinander benachbart, und die zusätzliche Gruppe 402 der streifenförmigen Gate-Gräben 104 ist kürzer als die benachbarte Gruppe der streifenförmigen Gate-Gräben 104, die sich ebenfalls in Längsrichtung in der Richtung E4 erstrecken. Beide Gruppen der streifenförmigen Gate-Gräben 104, die sich in Längsrichtung in der Richtung E4 erstrecken, enden zugewandt der Gruppe der streifenförmigen Gate-Gräben 104, die sich in der Längsrichtung in der Richtung E3 erstrecken. Die Gate-Kontakt-Struktur 124b kann einen zusätzlichen Zweig 124b_5 enthalten, der mit den streifenförmigen Gate-Gräben 104 der zusätzlichen Gruppe 402 der streifenförmigen Gate-Gräben 104 elektrisch verbunden ist.
  • Begriffe wie „erster/erste/erstes“, „zweiter/zweite/zweites“ und dergleichen werden verwendet, um verschiedene Elemente, Gebiete, Abschnitte usw. zu beschreiben und sollen auch nicht einschränkend sein. In der gesamten Beschreibung beziehen sich ähnliche Begriffe auf ähnliche Elemente.
  • Die Begriffe „besitzen“, „enthalten“, „beinhalten“, „aufweisen“ und dergleichen, wie sie hierin verwendet werden, sind offene Ausdrücke, die das Vorhandensein von erwähnten Elementen oder Merkmalen anzeigen, die jedoch zusätzliche Elemente oder Merkmale nicht ausschließen. Die Artikel „einer/eine/eines“ und „der/die/das“ sollen, sofern nicht der Kontext klar etwas anderes zum Ausdruck bringt, den Plural ebenso wie den Singular einschließen.
  • Es versteht sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, miteinander kombiniert werden können.
  • Auch wenn hierin konkrete Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, werden jene mit durchschnittlichen Kenntnissen auf dem Fachgebiet erkennen, dass eine Vielzahl alternativer und/oder äquivalenter Implementierungen die konkreten gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen ersetzten kann, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es ist beabsichtigt, dass diese Anmeldung sämtliche Anpassungen oder Variationen der hierin erörterten, konkreten Ausführungsformen abdeckt. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente begrenzt wird.

Claims (18)

  1. Halbleiterbauelement, das aufweist: eine erste Gruppe von Gate-Gräben, die in einem Halbleitersubstrat gebildet sind und sich in Längsrichtung parallel in einer ersten Richtung erstrecken, wobei jeder Gate-Graben der ersten Gruppe eine Gate-Elektrode über und elektrisch isoliert von einer Feldelektrode aufweist; eine zweite Gruppe von Gate-Gräben, die in dem Halbleitersubstrat gebildet sind und sich in Längsrichtung parallel in einer zu der ersten Richtung schrägen zweiten Richtung erstrecken, wobei jeder Gate-Graben der zweiten Gruppe eine Gate-Elektrode über und elektrisch isoliert von einer Feldelektrode aufweist; und eine erste Metallisierungsschicht, die über dem Halbleitersubstrat liegt und eine Source-Kontakt-Struktur und eine von der Source-Kontakt-Struktur elektrisch isolierte Gate-Kontakt-Struktur aufweist, wobei die Gate-Elektroden der ersten Gruppe von Gate-Gräben an einem gleichen Ende mit einem ersten Zweig der Gate-Kontakt-Struktur, die sich in Längsrichtung in einer zu der ersten Richtung senkrechten Richtung erstreckt, elektrisch verbunden sind, wobei die Gate-Elektroden der zweiten Gruppe von Gate-Gräben an einem gleichen Ende durch einen zweiten Zweig der Gate-Kontakt-Struktur, der sich in Längsrichtung in einer zu der zweiten Richtung senkrechten Richtung erstreckt, elektrisch verbunden sind, wobei die Feldelektroden der ersten Gruppe von Gate-Gräben an einem gegenüberliegenden Ende,, von dem die Gate-Elektroden der ersten Gruppe mit dem ersten Zweig der Gate-Kontakt-Struktur elektrisch verbunden sind, mit der Source-Kontakt-Struktur elektrisch verbunden sind, wobei die Feldelektroden der zweiten Gruppe von Gate-Gräben an einem gegenüberliegenden Ende, von dem die Gate-Elektroden der zweiten Gruppe mit dem zweiten Zweig der Gate-Kontakt-Struktur elektrisch verbunden sind, mit der Source-Kontakt-Struktur elektrisch verbunden sind.
  2. Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 1, wobei die erste Metallisierungsschicht durch eine isolierende Schicht von dem Halbleitersubstrat getrennt ist, wobei die Gate-Elektroden der ersten Gruppe von Gate-Gräben durch erste Kontaktöffnungen, die sich durch die isolierende Schicht erstrecken, mit dem ersten Zweig der Gate-Kontakt-Struktur elektrisch verbunden sind, wobei die Gate-Elektroden der zweiten Gruppe von Gate-Gräben durch zweite Kontaktöffnungen, die sich durch die isolierende Schicht erstrecken, mit dem zweiten Zweig der Gate-Kontakt-Struktur elektrisch verbunden sind, wobei die Feldelektroden der ersten Gruppe von Gate-Gräben durch dritte Kontaktöffnungen, die sich durch die isolierende Schicht erstrecken, mit der Source-Kontakt-Struktur elektrisch verbunden sind, und wobei die Feldelektroden der zweiten Gruppe von Gate-Gräben durch vierte Kontaktöffnungen, die sich durch die isolierende Schicht erstrecken, mit der Source-Kontakt-Struktur elektrisch verbunden sind.
  3. Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 2, wobei der erste Zweig der Gate-Kontakt-Struktur zwischen der ersten Gruppe von Gate-Gräben und der zweiten Gruppe von Gate-Gräben verläuft, wobei der erste Zweig der Gate-Kontakt-Struktur durch eine zusätzliche isolierende Schicht bedeckt ist, und wobei eine obere Metallschicht, die mit der Source-Kontakt-Struktur der ersten Metallisierungsschicht in Kontakt steht, durch eine zusätzliche isolierende Schicht von dem ersten Zweig der Gate-Kontakt-Struktur getrennt ist.
  4. Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Gate-Kontakt-Struktur nicht unterbrochen ist und eine geschlossene Schleife bildet, und wobei der erste Zweig und der zweite Zweig der Gate-Kontakt-Struktur miteinander verbunden sind.
  5. Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Richtung senkrecht zu der zweiten Richtung verläuft.
  6. Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Metallisierungsschicht ein mit der Gate-Kontakt-Struktur verbundenes Gate-Pad aufweist, und wobei die erste Gruppe von Gate-Gräben länger als die zweite Gruppe von Gräben ist und sich seitlich mit dem Gate-Pad überlappt.
  7. Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, das weiterhin aufweist: einen Sensor, der in dem Halbleitersubstrat zwischen der ersten Gruppe von Gräben und der zweiten Gruppe von Gräben gebildet ist.
  8. Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, das weiterhin aufweist: eine dritte Gruppe von Gate-Gräben, die in dem Halbleitersubstrat gebildet sind und sich in Längsrichtung parallel in der zweiten Richtung erstrecken, wobei jeder Gate-Graben der dritten Gruppe eine Gate-Elektrode über und elektrisch isoliert von einer Feldelektrode aufweist, wobei die erste Richtung senkrecht zu der zweiten Richtung verläuft, wobei die dritte Gruppe von Gate-Gräben zu der zweiten Gruppe von Gate-Gräben benachbart ist, wobei die dritte Gruppe von Gate-Gräben kürzer als die zweite Gruppe von Gate-Gräben ist, und wobei die dritte Gruppe von Gate-Gräben und die zweite Gruppe von Gate-Gräben der ersten Gruppe von Gate-Gräben zugewandt enden.
  9. Halbleiterbauelement, das aufweist: einen ersten Quadranten von Gate-Gräben, der in einem Halbleitersubstrat gebildet ist und vier Gruppen von streifenförmigen Gate-Gräben aufweist, die sich in Längsrichtungen in Richtungen erstrecken, die schräg zueinander verlaufen; einen zweiten Quadranten von Gate-Gräben, der in dem Halbleitersubstrat benachbart zu dem ersten Quadranten von Gate-Gräben gebildet ist und vier Gruppen von streifenförmigen Gate-Gräben aufweist, die sich in Längsrichtung in Richtungen, die schräg zueinander verlaufen, erstrecken; und eine erste Metallisierungsschicht, die über dem Halbleitersubstrat liegt und eine Gate-Kontakt-Struktur aufweist, die mit Gate-Elektroden in den Gate-Gräben des ersten und des zweiten Quadranten elektrisch verbunden sind, wobei die Gate-Kontakt-Struktur einen Zweig aufweist, der entlang jeder Seite des ersten und des zweiten Quadranten von Gate-Gräben verläuft, einschließlich eines Zweiges zwischen dem ersten und dem zweiten Quadranten der Gate-Gräben.
  10. Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 9, wobei der Zweig der Gate-Kontakt-Struktur zwischen dem ersten und dem zweiten Quadranten der Gate-Gräben entlang der gesamten Länge des ersten und des zweiten Quadranten der Gate-Gräben nicht unterbrochen verläuft.
  11. Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 9, wobei der Zweig der Gate-Kontakt-Struktur zwischen dem ersten und dem zweiten Quadranten der Gate-Gräben entlang der Länge des ersten und des zweiten Quadranten der Gate-Gräben unterbrochen ist.
  12. Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die erste Metallisierungsschicht eine erste Source-Kontakt-Struktur und eine zweite Source-Kontakt-Struktur von der Gate-Kontakt-Struktur elektrisch isoliert aufweist, wobei die erste Source-Kontakt-Struktur über dem ersten Quadranten von Gate-Gräben positioniert und mit den Feldelektroden in den Gate-Gräben des ersten Quadranten der Gate-Gräben elektrisch verbunden ist, und wobei die zweite Source-Kontakt-Struktur über dem zweiten Quadranten von Gate-Gräben positioniert und mit Feldelektroden in den Gate-Gräben des zweiten Quadranten von Gate-Gräben elektrisch verbunden ist.
  13. Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 12, wobei der Zweig der Gate-Kontakt-Struktur zwischen dem ersten und dem zweiten Quadranten der Gate-Gräben zwischen der ersten Source-Kontakt-Struktur und der zweiten Source-Kontakt-Struktur nicht unterbrochen verläuft.
  14. Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei die erste Source-Kontakt-Struktur und die zweite Source-Kontaktstruktur durch eine Metallbrücke, die sich durch einen Durchbruch in dem Zweig der Gate-Kontakt-Struktur zwischen dem ersten und dem zweiten Quadranten der Gate-Gräben erstreckt, elektrisch miteinander verbunden sind.
  15. Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der Zweig der Gate-Kontakt-Struktur zwischen dem ersten und dem zweiten Quadranten der Gate-Gräben durch eine isolierende Schicht bedeckt ist, und wobei eine obere Metallschicht, die mit der ersten Source-Kontakt-Struktur und der zweiten Source-Kontakt-Struktur der ersten Metallisierungsschicht in Kontakt steht, durch die isolierende Schicht von dem Zweig der Gate-Kontakt-Struktur zwischen dem ersten und dem zweiten Quadranten der Gate-Gräben getrennt ist.
  16. Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die erste Source-Kontakt-Struktur der ersten Metallisierungsschicht zu einem in der ersten Metallisierungsschicht gebildeten Gate-Pad benachbart ist, und wobei die erste Source-Kontakt-Struktur eine andere Form als die zweite Source-Kontakt-Struktur aufweist.
  17. Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, das weiterhin aufweist: einen Sensor, der in dem Halbleitersubstrat zwischen dem ersten Quadranten der Gate-Gräben und dem zweiten Quadranten der Gate-Gräben gebildet ist.
  18. Halbleiterbauelement, das aufweist: einen ersten aktiven Zellbereich mit einer ersten Vielzahl paralleler Gate-Gräben; einen zweiten aktiven Zellbereich mit einer zweiten Vielzahl paralleler Gate-Gräben; und eine Metallisierungsschicht über dem ersten und dem zweiten aktiven Zellbereich, wobei die Metallisierungsschicht aufweist: einen ersten Teil, der ein Halbleiter-Mesa-Gebiet zwischen der Vielzahl paralleler Gate-Gräben in dem ersten und dem zweiten aktiven Zellbereich kontaktiert; und einen zweiten Teil, der den ersten Teil umgibt, wobei der zweite Teil der Metallisierungsschicht die erste Vielzahl von Gate-Gräben entlang einer ersten Richtung und die zweite Vielzahl von Gate-Gräben entlang einer von der ersten Richtung verschiedenen zweiten Richtung kontaktiert.
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