DE112021002018T5 - Halbleiterbauteil - Google Patents

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Abstract

Ein Halbleiterbauteil umfasst einen Halbleiterchip mit einer Hauptoberfläche, einem Ersten-Leitfähigkeitstyp-Drift-Bereich, der in einem Oberflächenschichtabschnitt der Hauptoberfläche ausgebildet ist, und einem Zweiten-Leitfähigkeitstyp-Säulenbereich, der in einer Säulenform ausgebildet ist, die sich in einer Dickenrichtung in dem Drift-Bereich erstreckt, wobei der Säulenbereich einen unteren Endabschnitt, einen Zwischenabschnitt und einen oberen Endabschnitt aufweist, wobei der Säulenbereich einen Kompensationsbereich aufweist, der einen Niedrigkonzentrationsabschnitt, der zwischen dem unteren Endabschnitt und dem Zwischenabschnitt ausgebildet ist, und einen Hochkonzentrationsabschnitt, der zwischen dem Zwischenabschnitt und dem oberen Endabschnitt ausgebildet ist, aufweist, wobei in dem Kompensationsbereich ein Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt und dem Hochkonzentrationsabschnitt kompensiert wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Anmeldung entspricht der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2020-060630 , die am 30. März 2020 beim Japanischen Patentamt eingereicht wurde, und der gesamte Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung ist vorliegend durch Bezugnahme enthalten.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauteil.
  • Stand der Technik
  • Patentliteratur 1 offenbart ein Halbleiterbauteil mit einer Superübergangsstruktur („super junction structure“) (nachstehend einfach als SJ-Struktur („SJ structure“) bezeichnet. Das Halbleiterbauteil umfasst einen Halbleiterchip, einen n-Typ-Drift-Bereich, und einen p-Typ-Säulenbereich („columnar region“, „column region“). Der Drift-Bereich ist in einem Oberflächenschichtabschnitt des Halbleiterchips ausgebildet. Der Säulenbereich ist in dem Drift-Bereich ausgebildet und bildet eine SJ-Struktur zwischen dem Drift-Bereich und dem Säulenbereich.
  • Zitierliste
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: Patentanmeldung der Vereinigten Staaten Nr. 2011/0018101 (Beschreibung)
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technische Aufgabe
  • In der SJ-Struktur wird die Stehspannung („withstand voltage“) maximiert, indem ein Ladungsgleichgewicht zwischen einem Säulenbereich mit einer festen p-Typ-Verunreinigungskonzentration und einem Drift-Bereich erreicht wird. Ein Zustand, in dem das Ladungsgleichgewicht erreicht ist, weist auf einen Zustand hin, in dem eine p-Typ-Ladungsmenge (p-Typ-Verunreinigungskonzentration) des Säulenbereichs und eine n-Typ-Ladungsmenge (n-Typ-Verunreinigungskonzentration) des Drift-Bereichs ausgeglichen sind. In der SJ-Struktur ist ein zulässiger Bereich des Säulenbereichs für einen Prozessfehler (d.h. eine Prozessspanne) extrem eng. So wird durch einen in dem Säulenbereich erzeugten Prozessfehler die Stehspannung weitgehend abgesenkt.
  • Wenn zum Beispiel die Breite des Säulenbereichs über einen bestimmten Wert hinaus vergrößert wird, übersteigt die p-Ladungsmenge die n-Ladungsmenge. In diesem Fall ist ein elektrisches Feld auf einen unteren Endabschnitt des Säulenbereichs konzentriert und die Stehspannung wird gesenkt. Demgegenüber übersteigt die n-Typ-Ladungsmenge die p-Typ-Ladungsmenge in einem Fall, in dem die Breite des Säulenbereichs unter den vorgesehenen Wert („designed value“) verringert wird. In diesem Fall wird ein elektrisches Feld auf einen oberen Endabschnitt des Säulenbereichs konzentriert und die Stehspannung wird gesenkt. Die Prozessfehler führen zu einer Verringerung des Ausbeuteverhältnisses.
  • Somit stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Halbleiterbauteil bereit, das in der Lage ist, Schwankungen der Stehspannung aufgrund eines Prozessfehlers zu unterdrücken.
  • Lösung der Aufgabe
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Halbleiterbauteil bereit, das einen Halbleiterchip mit einer Hauptoberfläche, einem ersten Leitfähigkeitstyp-Drift-Bereich, der in einem Oberflächenschichtabschnitt der Hauptoberfläche ausgebildet ist, und einem zweiten-Leitfähigkeitstyp-Säulenbereich, der in einer Säulenform ausgebildet ist, die sich in der Dickenrichtung in dem Drift-Bereich erstreckt, aufweist, wobei der Säulenbereich einen unteren Endabschnitt, einen Zwischenabschnitt und einen oberen Endabschnitt aufweist, wobei der Säulenbereich einen Kompensationsbereich aufweist, der einen Niedrigkonzentrationsabschnitt, der zwischen dem unteren Endabschnitt und dem Zwischenabschnitt ausgebildet ist, und einen Hochkonzentrationsabschnitt, der zwischen dem Zwischenabschnitt und dem oberen Endabschnitt ausgebildet ist, aufweist, wobei in dem Kompensationsbereich ein Ladungsgleichgewicht innerhalb einer Verunreinigungskonzentrationsspanne bzw. eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs („impurity concentration range“) zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt und dem Hochkonzentrationsabschnitt kompensiert bzw. erreicht („compensate“) wird.
  • Gemäß dem Halbleiterbauteil ist es möglich, selbst wenn eine Breite des Säulenbereichs aufgrund eines Prozessfehlers vergrößert wird, eine elektrische Feldkonzentration auf dem unteren Endabschnitt des Säulenbereichs durch den Niedrigkonzentrationsabschnitt des Kompensationsbereichs zu verringern. Gleichwohl ist es möglich, auch wenn die Breite des Säulenbereichs aufgrund des Prozessfehlers verringert wird, eine elektrische Feldkonzentration auf dem oberen Endabschnitt des Säulenbereichs durch den Hochkonzentrationsabschnitt des Kompensationsbereichs zu verringern. Dadurch ist es möglich, Schwankungen in der Stehspannung aufgrund des Prozessfehlers zu unterdrücken.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Halbleiterbauteil bereit, das einen Halbleiterchip mit einer Hauptoberfläche, einem Ersten-Leitfähigkeitstyp-Drift-Bereich, der in einem Oberflächenschichtabschnitt der Hauptoberfläche ausgebildet ist, und einen Zweiten-Leitfähigkeitstyp-Säulenbereich enthält, der in einer Säulenform ausgebildet ist, die sich in der Dickenrichtung in dem Drift-Bereich erstreckt, wobei der Säulenbereich einen unteren Endabschnitt, einen Zwischenabschnitt und einen oberen Endabschnitt aufweist, wobei der Säulenbereich einen unteren Kompensationsbereich aufweist, der einen Niedrigkonzentrationsabschnitt, der zwischen dem unteren Endabschnitt und dem Zwischenabschnitt ausgebildet ist, und einen unteren Hochkonzentrationsabschnitt, der zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt und dem unteren Endabschnitt ausgebildet ist, aufweist, wobei in dem unteren Kompensationsbereich ein Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt und dem unteren Hochkonzentrationsabschnitt kompensiert wird, und einen oberen Kompensationsbereich einschließlich eines Hochkonzentrationsabschnittes, der zwischen dem Zwischenabschnitt und dem oberen Endabschnitt ausgebildet ist, und eines oberen Niedrigkonzentrationsabschnittes, der zwischen dem Hochkonzentrationsabschnitt und dem oberen Endabschnitt gebildet ist, aufweist, wobei in dem oberen Kompensationsbereich das Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem Hochkonzentrationsabschnitt und dem oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt kompensiert wird.
  • Gemäß dem Halbleiterbauteil ist es möglich, selbst wenn eine Breite des Säulenbereichs aufgrund eines Prozessfehlers vergrößert wird, eine elektrische Feldkonzentration auf dem unteren Endabschnitt des Säulenbereichs durch den Niedrigkonzentrationsabschnitt des unteren Kompensationsbereichs zu verringern. Indessen ist es auch bei einer prozessfehlerbedingten Verringerung der Breite des Säulenbereichs möglich, die elektrische Feldkonzentration auf dem oberen Endabschnitt des Säulenbereichs durch den Hochkonzentrationsabschnitt des oberen Kompensationsbereichs zu verringern. Gemäß dem Halbleiterbauteil ist es auch möglich, das Ladungsgleichgewicht durch den unteren Kompensationsbereich und den oberen Kompensationsbereich zu kompensieren. Dadurch ist es möglich, Schwankungen der Stehspannung aufgrund des Prozessfehlers zu unterdrücken.
  • Die vorgenannten oder noch weiteren Gegenstände, Merkmale und Wirkungen der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist eine Draufsicht, die ein Halbleiterbauteil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • [2] 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 1 dargestellten Bereichs II.
    • [3] 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 2 dargestellten Linie III-III.
    • [4] 4 ist ein Diagramm zur Beschreibung einer Verunreinigungskonzentration eines Säulenbereichs gemäß einem ersten Konfigurationsbeispiel.
    • [5] 5 ist ein Diagramm zur Beschreibung einer Durchschlagspannung bzw. Durchbruchspannung („breakdown voltage“), wenn der in 4 dargestellte Säulenbereich übernommen bzw. angewandt wird.
    • [6] 6 ist ein Diagramm zur Beschreibung einer Verunreinigungskonzentration eines Säulenbereichs gemäß einem zweiten Konfigurationsbeispiel.
    • [7] 7 ist ein Diagramm, in dem die Messergebnisse einer Durchschlagspannung wiedergegeben sind, wenn der Säulenbereich gemäß dem zweiten Konfigurationsbeispiel übernommen wird, wie in 5 gezeigt.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • 1 ist eine Draufsicht, die ein Halbleiterbauteil 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 1 dargestellten Bereichs II. 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 2 dargestellten Linie III-III.
  • Das Halbleiterbauteil 1 ist eine Halbleiter-Schaltvorrichtung mit einem MISFET (Metall-Isolator-Halbleiter-Feldeffekttransistor, „Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor“), der als Beispiel für einen Transistor mit isoliertem Gate dient (siehe 1 bis 3). Das Halbleiterbauteil 1 enthält einen Halbleiterchip 2 in Form eines rechteckigen Parallelepipeds. Der Halbleiterchip 2 besteht in dieser Ausführungsform aus einem Si-Chip (Silizium-Chip).
  • Der Halbleiterchip 2 umfasst eine erste Hauptoberfläche 3 auf einer Seite, eine zweite Hauptoberfläche 4 auf der anderen Seite und erste bis vierte Seitenoberflächen 5A bis 5D, die die erste Hauptoberfläche 3 und die zweite Hauptoberfläche 4 verbinden. Die erste Hauptoberfläche 3 und die zweite Hauptoberfläche 4 sind in einer Draufsicht, in einer Betrachtung aus der Normalenrichtung Z der Hauptoberflächen, quadratisch ausgebildet (im Folgenden einfach als „in einer Draufsicht“ bezeichnet). Die erste Seitenoberfläche 5A und die zweite Seitenoberfläche 5B erstrecken sich in der ersten Richtung X und sind zu der zweiten Richtung Y entgegengesetzt, die orthogonal zu der ersten Richtung X ist. Die dritte Seitenoberfläche 5C und die vierte Seitenoberfläche 5D erstrecken sich in der zweiten Richtung Y und sind zu der ersten Richtung entgegengesetzt.
  • Halbleiterchip 2 umfasst einen Drift-Bereich 6 vom n-Typ (erster Leitfähigkeitstyp), der in einem Oberflächenschichtabschnitt der ersten Hauptoberfläche 3 ausgebildet ist. Der Drift-Bereich 6 wird von der ersten Hauptoberfläche 3 und Teilen der ersten bis vierten Seitenoberflächen 5A bis 5D freigelegt. Eine n-Typ-Verunreinigungskonzentration des Drift-Bereichs 6 darf nicht weniger als 1×1015 cm-3 und nicht mehr als 1×1017 cm-3 betragen. In dieser Ausführungsform wird der Drift-Bereich 6 durch eine n-Typ-Epitaxieschicht („n-type epitaxial layer“; Si-Epitaxieschicht) gebildet.
  • Der Drift-Bereich 6 kann eine Dicke von nicht weniger als 20 um und nicht mehr als 100 um aufweisen. Der Drift-Bereich 6 kann eine Dicke von nicht weniger als 20 um und nicht mehr als 40 um, nicht weniger als 40 um und nicht mehr als 60 um, nicht weniger als 60 um und nicht mehr als 80 um, oder nicht weniger als 80 um und nicht mehr als 100 um aufweisen. Die Dicke des Drift-Bereichs 6 beträgt vorzugsweise nicht weniger als 45 um und nicht mehr als 65 µm.
  • Das Halbleiterbauteil 1 weist einen Drain-Bereich 7 auf, der in einem Bereich auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche 4 in Bezug auf den Drift-Bereich 6 ausgebildet ist. Der Drain-Bereich 7 ist von der zweiten Hauptoberfläche 4 und Teilen der ersten bis vierten Seitenoberflächen 5A bis 5D freigelegt und mit dem Drift-Bereich 6 elektrisch verbunden. Der Drain-Bereich 7 hat eine n-Typ-Verunreinigungskonzentration, die die n-Typ-Verunreinigungskonzentration des Drift-Bereichs 6 übersteigt. Die n-Typ-Verunreinigungskonzentration des Drain-Bereichs 7 kann im Wesentlichen fix sein. Die n-Typ-Verunreinigungskonzentration des Drain-Bereichs 7 kann nicht weniger als 1×1018 cm-3 und nicht mehr als 1×1021 cm-3. In dieser Ausführungsform wird der Drain-Bereich 7 durch ein n-Typ-Halbleitersubstrat (Si-Substrat) gebildet.
  • Der Drain-Bereich 7 kann eine Dicke von nicht weniger als 10 µm und nicht mehr als 450 µm aufweisen. Der Drain-Bereich 7 kann eine Dicke von nicht weniger als 10 um und nicht mehr als 150 µm, nicht weniger als 150 um und nicht mehr als 250 µm, nicht weniger als 250 und nicht mehr als 350 um, oder nicht weniger als 350 µm und nicht mehr als 450 µm aufweisen. Die Dicke des Drain-Bereichs 7 beträgt vorzugsweise nicht weniger als 50 µm und nicht mehr als 150 µm.
  • Der Halbleiterchip 2 weist ferner einen n-Typ-Pufferbereich („buffer region“) 8 auf, der zwischen dem Drift-Bereich 6 und dem Drain-Bereich 7 liegt. Der Pufferbereich 8 ist von Teilen der ersten bis vierten Seitenoberflächen 5A bis 5D freigelegt. Der Pufferbereich 8 ist ein Konzentrationsübergangsbereich zwischen dem Drift-Bereich 6 und dem Drain-Bereich 7 und weist eine n-Typ-Verunreinigungskonzentration auf, die vom Drift-Bereich 6 zum Drain-Bereich 7 hin allmählich zunimmt. In dieser Ausführungsform wird der Pufferbereich 8 durch eine n-Typ-Epitaxieschicht (Si-Epitaxieschicht) gebildet.
  • The Pufferbereich 8 weist eine Dicke auf, die geringer ist als die Dicke des Drift-Bereichs 6. Der Pufferbereich 8 kann eine Dicke von nicht weniger als 1 um und nicht mehr als 10 um aufweisen. Der Pufferbereich 8 kann eine Dicke von nicht weniger als 1 um und nicht mehr als 2.5 um, nicht weniger als 2.5 um und nicht mehr als 5 um, nicht weniger als 5 um und nicht mehr als 7.5 um, oder nicht weniger als 7.5 um und nicht mehr als 10 um aufweisen.
  • Das Halbleiterbauteil 1 enthält eine Vielzahl (bzw. mehrere) von Basisbereichen 9 vom p-Typ (zweiter Leitfähigkeitstyp), die in einem Oberflächenschichtabschnitt des Drift-Bereichs 6 auf der ersten Hauptoberfläche 3 ausgebildet sind. Die p-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) der Basisbereiche 9 kann nicht weniger als 1×1016 cm-3 und nicht mehr als 1×1018 cm-3 betragen. Die Vielzahl der Basisbereiche 9 wird von der ersten Hauptoberfläche 3 freigelegt. Die Vielzahl der Basisbereiche 9 ist jeweils in einer Bandform ausgebildet, die sich in einer Draufsicht in der ersten Richtung X erstreckt, und so ausgebildet, dass die Basisbereiche 9 in der zweiten Richtung Y voneinander beabstandet sind. Die mehreren Basisbereiche 9 sind so ausgebildet, dass sie von einem unteren Abschnitt des Drift-Bereichs 6 auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 3 beabstandet sind.
  • Jeder der mehreren Basisbereiche 9 hat in einer Draufsicht eine erste Breite W1 (Basisbreite). Die erste Breite W1 ist eine Breite in der Richtung (zweite Richtung Y) orthogonal zu der Richtung (erste Richtung X), in der sich die Basisbereiche 9 in einer Draufsicht erstrecken. Die erste Breite W1 kann nicht weniger als 1 µm und nicht mehr als 10 µm betragen. The erste Breite W1 beträgt vorzugsweise nicht weniger als 2 um und nicht mehr als 5 µm.
  • Das Halbleiterbauteil 1 umfasst eine Vielzahl (bzw. mehrere) von n-Typ Source-Bereichen 10, die jeweils in Oberflächenschichtabschnitten der Vielzahl von Basisbereichen 9 ausgebildet sind. In dieser Ausführungsform sind zwei Source-Bereiche 10 in dem Oberflächenschichtabschnitt von jedem der mehreren Basisbereiche 9 ausgebildet. Die Vielzahl von Source-Bereichen 10 wird von der ersten Hauptoberfläche 3 freigelegt. Jeder der Vielzahl von Source-Bereichen 10 hat eine n-Typ-Verunreinigungskonzentration, die die n-Typ-Verunreinigungskonzentration des Drift-Bereichs 6 übersteigt. Die n-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) der Vielzahl von Source-Bereiche 10 kann nicht geringer sein als 1×1018 cm-3 und nicht höher sein als 1×1021 cm-3.
  • Die mehreren Source-Bereiche 10 sind jeweils in einer Bandform ausgebildet, die sich in der ersten Richtung X in den Oberflächenschichtabschnitten der mehreren Basisbereiche 9 in einer Draufsicht erstreckt, und sind so ausgebildet, dass sie in der zweiten Richtung Y voneinander beabstandet sind. Jeweils zwei der mehreren Source-Bereiche 10 sind so ausgebildet, dass sie von einer Unterseite des Basisbereichs 9 auf der ersten Hauptoberflächenseite 3 beabstandet sind. Jeweils zwei der Vielzahl von Source-Bereichen 10 sind so ausgebildet, dass sie von einem Randbereich („edge portion“) des Basisbereichs 9 in dem entsprechenden Basisbereich 9 beabstandet sind. Dabei grenzen die mehreren Source-Bereiche 10 einen Kanalbereich 11 von dem Drift-Bereich 6 in dem Oberflächenschichtabschnitt des entsprechenden Basisbereichs 9 ab.
  • Das Halbleiterbauteil 1 umfasst eine Vielzahl (bzw. mehrere) von p-Typ-Kontaktbereichen 12, die jeweils in Bereichen ausgebildet sind, die sich von der Vielzahl von Source-Bereichen 10 in den Oberflächenschichtabschnitten der Vielzahl von Basisbereichen 9 unterscheiden. In dieser Ausführungsform ist ein einzelner Kontaktbereich 12 in einem Bereich zwischen den beiden Source-Bereichen 10 in dem Oberflächenschichtabschnitt jedes der Vielzahl von Basisbereichen 9 ausgebildet. Jeder der mehreren Kontaktbereiche 12 weist eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration auf, die die p-Typ-Verunreinigungskonzentration der Basisbereiche 9 übersteigt. Die p-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) der mehreren Kontaktbereiche 12 kann nicht weniger als 1×1018 cm-3 und nicht mehr als 1×1021 cm-3 betragen.
  • Die mehreren Kontaktbereiche 12 sind jeweils bandförmig ausgebildet und erstrecken sich in einer Draufsicht in der ersten Richtung X. Die Vielzahl der Kontaktbereiche 12 ist so ausgebildet, dass sie von den unteren Abschnitten der Basisbereiche 9 auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 3 beabstandet sind. Die Anzahl der Kontaktbereiche 12 in jedem der Basisbereiche 9 ist beliebig und die mehreren Kontaktbereiche 12 können in dem Oberflächenschichtabschnitt jedes der Basisbereiche 9 so ausgebildet sein, dass sie voneinander beabstandet sind.
  • Das Halbleiterbauteil 1 umfasst eine Vielzahl von p-Typ Säulenbereichen 20, die in dem Drift-Bereich 6 ausgebildet sind. Jeder der mehreren Säulenbereiche 20 bildet einen pn-Übergangsabschnitt zwischen dem Drift-Bereich 6 und dem Säulenbereich 20. Dadurch definieren die mehreren Säulenbereiche 20 eine Superübergangsstruktur (im Folgenden einfach als „SJ-Struktur“ bezeichnet) zwischen dem Drift-Bereich 6 und den Säulenbereichen 20.
  • Die mehreren Säulenbereiche 20 sind jeweils säulenförmig ausgebildet und erstrecken sich in einer Dickenrichtung des Drift-Bereichs 6 (Normalrichtung Z) in Bereichen unmittelbar unterhalb der mehreren Basisbereiche 9. Die mehreren Säulenbereiche 20 stehen jeweils den mehreren Basisbereichen 9 in der Dickenrichtung des Drift-Bereichs 6 eins-zu-eins gegenüber. Die mehreren Säulenbereiche 20 sind jeweils in einer Bandform ausgebildet, die sich in einer Draufsicht in der ersten Richtung X erstreckt, und so ausgebildet, dass sie in der zweiten Richtung Y voneinander beabstandet sind. Dadurch wird die Vielzahl der Basisbereiche 9 in einer Draufsicht als Ganzes in einer Streifenform ausgebildet, die sich in der ersten Richtung X erstreckt.
  • Die Vielzahl der Säulenbereiche 20 kann in einem Abstand P von nicht weniger als 1 µm und nicht mehr als 15 um in einer Draufsicht ausgebildet sein. Der Abstand P beträgt vorzugsweise nicht weniger als 3 µm und nicht mehr als 10 µm. Jeder der mehreren Säulenbereiche 20 kann eine Dicke von nicht weniger als 10 µm und nicht mehr als 100 µm in der Dickenrichtung (Normalrichtung Z) aufweisen. Jeder der mehreren Säulenbereiche 20 hat vorzugsweise eine Dicke von nicht weniger als 20 µm und nicht mehr als 80 µm. Jeder der mehreren Säulenbereiche 20 hat vorzugsweise eine geringere Dicke als die Dicke des Drift-Bereichs 6.
  • Jeder der mehreren Säulenbereiche 20 hat eine zweite Breite W2 (Säulenbreite, „column width“), die in einer Draufsicht kleiner ist als die erste Breite W1 des Basisbereichs 9. Die zweite Breite W2 ist eine Breite in der Richtung (zweite Richtung Y) orthogonal zu der Richtung (erste Richtung X), in der sich die Säulenbereiche 20 in der Draufsicht erstrecken (Breite des breitesten Abschnitts). Die zweite Breite W2 darf nicht weniger als 1 um und nicht mehr als 8 µm betragen. Die erste Breite W1 beträgt vorzugsweise nicht weniger als 1 µm und nicht mehr als 5 µm.
  • Jeder der mehreren Säulenbereiche 20 weist einen unteren Endabschnitt 21, einen Zwischenabschnitt 22 und einen oberen Endabschnitt 23 in der Normalrichtung Z auf. Der untere Endabschnitt 21 des Säulenbereichs 20 ist so ausgebildet, dass er auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 3 (Seite des oberen Endabschnitts 23) von dem unteren Abschnitt des Drift-Bereichs 6 beabstandet ist. Der untere Endabschnitt 21 liegt dem Drain-Bereich 7 (Pufferbereich 8) über einen Teil des Drift-Bereichs 6 hinweg gegenüber. Der obere Endabschnitt 23 des Säulenbereichs 20 ist mit dem Basisbereich 9 verbunden. Der Säulenbereich 20 liegt dem Kontaktbereich 12 über einen Teil des Basisbereichs 9 hinweg gegenüber.
  • Jeder der mehreren Säulenbereiche 20 hat eine laminierte bzw. geschichtete Struktur („laminated structure“) mit mehreren (in dieser Ausführungsform zehn) Verunreinigungsbereichen 24, die in der Dickenrichtung des Drift-Bereichs 6 (Normalrichtung Z) säulenförmig geschichtet sind. Im Folgenden werden die zehn Verunreinigungsbereiche 24 als der erste bis zehnte Verunreinigungsbereich 24A bis 24J bezeichnet. Der erste bis zehnte Verunreinigungsbereich 24A bis 24J werden in dieser Reihenfolge von der Seite des Drift-Bereichs 6 zur Seite des Basisbereichs 9 geschichtet. Die Vielzahl des ersten bis zehnten Verunreinigungsbereichs 24A bis 24J sind so geschichtet, dass sie miteinander verbunden sind und insgesamt einen einzigen Säulenbereich 20 bilden.
  • Jeder der unteren Endabschnitte 21 der Vielzahl von Säulenbereichen 20 wird durch den untersten ersten Verunreinigungsbereich 24A gebildet. Jeder der oberen Endabschnitte 23 der Vielzahl von Säulenbereichen 20 wird durch den obersten zehnten Verunreinigungsbereich 24J gebildet. Jeder der Zwischenabschnitte 22 der mehreren Säulenbereiche 20 wird durch einen oder zwei Verunreinigungsbereiche 24 (in dieser Ausführungsform fünfter bis sechster Verunreinigungsbereich 24E bis 24F) gebildet, die zwischen dem untersten ersten Verunreinigungsbereich 24A und dem obersten zehnten Verunreinigungsbereich 24J liegen.
  • Die p-Typ-Verunreinigungskonzentrationen (Spitzenkonzentrationen) der Vielzahl des ersten bis zehnten Verunreinigungsbereichs 24A bis 24J können nicht weniger als 1×1015 cm-3 und nicht mehr als 1×1018 cm-3 betragen. Das heißt, dass jeder der mehreren Säulenbereiche 20 mehrere Spitzenkonzentrationen der Vielzahl des ersten bis zehnten Verunreinigungsbereichs 24A bis 24J in der Dickenrichtung aufweist. Jeder des ersten bis zehnten Verunreinigungsbereichs 24A bis 24J hat vorzugsweise eine Dicke von nicht weniger als 2 um und nicht mehr als 10 µm in der Dickenrichtung (Normalrichtung Z).
  • Die Anzahl der Verunreinigungsbereiche 24 wird in Abhängigkeit von der Dicke des Säulenbereichs 20 eingestellt. Die Anzahl der Verunreinigungsbereiche 24 ist willkürlich, aber vorzugsweise nicht weniger als 5 und nicht mehr als 20. Die Vielzahl der Verunreinigungsbereiche 24 kann durch ein multi-epitaktisches bzw. multi-epitaxiales („multi-epitaxial“) Wachstumsverfahren gebildet werden, bei dem abwechselnd ein p-Typ-Verunreinigungseinbringungsprozess („p-type impurity introduction process“) und ein epitaxialer Wachstumsprozess durchgeführt werden.
  • Das Halbleiterbauteil 1 weist eine Vielzahl von (bzw. mehrere) planaren Gate-Strukturen 25 auf, die auf der ersten Hauptoberfläche 3 ausgebildet sind. Die Vielzahl der planaren Gate-Strukturen 25 sind jeweils in einer Bandform ausgebildet, die sich in der ersten Richtung X erstreckt, und in der zweiten Richtung Y voneinander beabstandet ausgebildet. Dabei sind die mehreren planaren Gate-Strukturen 25 in einer Draufsicht als Ganzes streifenförmig in der ersten Richtung X ausgebildet.
  • Jede der mehreren planaren Gate-Strukturen 25 überbrückt periphere Randbereiche der beiden benachbarten Basisbereiche 9, um die Kanalbereiche 11 auf der ersten Hauptoberfläche 3 abzudecken. Die mehreren planaren Gate-Strukturen 25 sind so ausgebildet, dass sie in einer Draufsicht von den mehreren Säulenbereichen 20 beabstandet sind. Die Vielzahl der planaren Gate-Strukturen 25 überlappt die Vielzahl der Säulenbereiche 20 in einer Draufsicht vorzugsweise nicht.
  • Jede der mehreren planaren Gate-Strukturen 25 hat eine geschichtete Struktur mit einem Gate-Isolierfilm („gate insulation film“) 26 und einer Gate-Elektrode 27. Der Gate-Isolierfilm 26 überbrückt die peripheren Randbereiche der beiden benachbarten Basisbereiche 9 und bedeckt den Drift-Bereich 6, die Kanalbereiche 11 und die Source-Bereiche 10. Der Gate-Isolierfilm 26 kann mindestens eines der Materialien Siliziumoxid, Siliziumnitrid und Aluminiumoxid umfassen. In dieser Ausführungsform hat der Gate-Isolierfilm 26 eine einlagige Struktur, die einen Siliziumoxidfilm umfasst.
  • Jede der Gate-Elektroden 27 ist auf dem Gate-Isolierfilm 26 so ausgebildet, dass sie die peripheren Randbereiche der beiden benachbarten Basisbereiche 9 überbrückt und dem Drift-Bereich 6, den Kanalbereichen 11 und den Source-Bereichen 10 über den Gate-Isolierfilm 26 hinweg gegenüberliegt. Die Gate-Elektrode 27 kann mindestens eines von leitfähigem Polysilizium, Wolfram, Aluminium, Kupfer, Aluminiumlegierung und Kupferlegierung enthalten. In dieser Ausführungsform enthält die Gate-Elektrode 27 leitfähiges Polysilizium. Leitfähiges Polysilizium kann n-Typ-Polysilizium oder p-Typ-Polysilizium sein.
  • Das Halbleiterbauteil 1 umfasst einen Zwischenschicht-Isolierfilm 30, der die Vielzahl der planaren Gate-Strukturen 25 auf der ersten Hauptoberfläche 3 bedeckt. Der Zwischenschicht-Isolierfilm 30 kann Siliziumoxid enthalten. Der Zwischenschicht-Isolierfilm 30 weist eine Vielzahl von Kontaktlöchern 31 auf. Die Vielzahl von Kontaktlöchern 31 umfasst eine Vielzahl von Source-Kontaktlöchern, von denen die Source-Bereiche 10 und die Kontaktbereiche 12 freigelegt werden. Die Vielzahl von Kontaktlöchern 31 umfasst eine Vielzahl von Gate-Kontaktlöchern, von denen die Gate-Elektroden 27 der mehreren planaren Gate-Strukturen 25 in einem in den Figuren nicht dargestellten Bereich freigelegt sind.
  • Unter Bezugnahme auf die 1 und 3 umfasst das Halbleiterbauteil 1 ein Gate-Terminal 32 und ein Source-Terminal 33, die auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 30 ausgebildet sind. In dieser Ausführungsform umfasst das Gate-Terminal 32 einen Hauptkörperabschnitt 32A und Fingerabschnitte 32B. Der Hauptkörperabschnitt 32A ist auf der Zentralabschnittsseite der ersten Seitenoberfläche 5A auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 30 angeordnet. Der Hauptkörperabschnitt 32A kann in einer Draufsicht eine quadratische Form haben. Der Hauptkörperabschnitt 32A ist beliebig angeordnet und kann in einer Draufsicht auf der Seite eines beliebigen Eckabschnitts des Halbleiterchips 2 angeordnet sein.
  • Die Fingerabschnitte 32B werden bandförmig von dem Gate-Terminal 32 in Richtung beliebiger Bereiche herausgezogen. In dieser Ausführungsform erstrecken sich die Fingerabschnitte 32B in einer Bandform ausgehend von dem Gate-Terminal 32 entlang der ersten Seitenoberfläche 5A, der dritten Seitenoberfläche 5C und der vierten Seitenoberfläche 5D in einer Draufsicht und teilen einen inneren Bereich des Halbleiterchips 2 aus den drei Richtungen auf. Die Fingerabschnitte 32B treten von der Oberseite des Zwischenschicht-Isolierfilms 30 in die Vielzahl von Kontaktlöchern 31 ein und sind elektrisch mit der Vielzahl von Gate-Elektroden 27 verbunden.
  • Das Source-Terminal 33 ist in dem durch das Gate-Terminal 32 abgetrennten Bereich und beabstandet von dem Gate-Terminal 32 auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 30 angeordnet. Das Source-Terminal 33 tritt von der Oberseite des Zwischenschicht-Isolierfilms 30 in die Vielzahl der Kontaktlöcher 31 ein und ist elektrisch mit der Vielzahl der Source-Bereiche 10 und der Vielzahl der Kontaktbereiche 12 verbunden.
  • Jedes von dem Gate-Terminal 32 und dem Source-Terminal 33 kann eine geschichtete Struktur aufweisen, die einen Barriere-Elektrodenfilm 34 und einen Hauptelektrodenfilm 35 umfasst, die in dieser Reihenfolge von der Seite des Halbleiterchips 2 geschichtet sind. Die Barriere-Elektrodenschicht 34 kann mindestens einen Ti-Film oder einen TiN-Film umfassen. Der Hauptelektrodenfilm 35 kann mindestens einen von einem reinen Al-Film, einem reinen Cu-Film, einem AlSi-Legierungsfilm, einem AlCu-Legierungsfilm oder einem AlSiCu-Legierungsfilm umfassen. Auf den Außenoberflächen des Gate-Terminals 32 und des Source-Terminals 33 kann jeweils ein Plattierungsfilm („plating film“) ausgebildet werden. Der Plattierungsfilm kann mindestens einen Ni-Film, einen Pd-Film oder einen Au-Film umfassen.
  • Das Halbleiterbauteil 1 umfasst ein Drain-Terminal 36, das auf der zweiten Hauptoberfläche 4 ausgebildet ist. Das Drain-Terminal 36 ist elektrisch mit dem Drain-Bereich 7 verbunden. Das Drain-Terminal 36 kann mindestens einen von einem Ti-Film, einem Ni-Film, einem Au-Film, einem Ag-Film oder einem Al-Film umfassen.
  • Als nächstes werden unter Bezugnahme auf 4 die p-Typ-Verunreinigungskonzentrationen der mehreren Säulenbereiche 20 im Einzelnen beschrieben. Da die mehreren Säulenbereiche 20 die gleiche Struktur haben, wird im Folgenden ein Beispiel für die Struktur des einzelnen Säulenbereichs 20 beschrieben. In 4 ist ein Bereich, der den einzelnen Säulenbereich 20 umfasst, auf der linken Seite einer Papierebene dargestellt, und ein Konzentrationsgradient der p-Typ-Verunreinigungskonzentrationen des Säulenbereichs 20 ist auf der rechten Seite der Papierebene dargestellt. Insbesondere wird der Konzentrationsgradient des Säulenbereichs 20 durch die Spitzenkonzentrationen der Vielzahl des ersten bis zehnten Verunreinigungsbereichs 24A bis 24J gebildet.
  • 4 zeigt eine Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb eines fixen Wertes durch eine Doppelkettenlinie. Die Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb ist eine Konzentration, mit der in einem idealen Modus ein Ladungsgleichgewicht zwischen dem Säulenbereich 20 und dem Drift-Bereich 6 erreicht wird. Das Ladungsgleichgewicht ist ein Gleichgewicht zwischen einer n-Typ-Ladungsmenge (n-Typ-Verunreinigungskonzentration) des Drift-Bereichs 6 und einer p-Typ-Ladungsmenge (p-Typ-Verunreinigungskonzentration) des Säulenbereichs 20. Ein Zustand, in dem das Ladungsgleichgewicht erreicht ist, bedeutet einen Zustand, in dem die n-Typ-Ladungsmenge des Drift-Bereichs 6 und die p-Typ-Ladungsmenge des Säulenbereichs 20 ausgeglichen sind. In einem Fall, in dem der Säulenbereich 20 mit der Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb gebildet wird, wird eine Stehspannung des Halbleiterbauteils 1 (insbesondere eine Durchschlagspannung BVDSS) zu einem theoretischen Höchstwert.
  • In Bezug auf 4 umfasst der Säulenbereich 20 einen Kompensationsbereich 40, der zwischen dem unteren Endabschnitt 21 und dem oberen Endabschnitt 23 ausgebildet ist. Der Kompensationsbereich 40 umfasst insbesondere einen Niedrigkonzentrationsabschnitt 41 auf der Seite des unteren Endabschnitts 21 und einen Hochkonzentrationsabschnitt 42 auf der Seite des oberen Endabschnitts 23. Der Niedrigkonzentrationsabschnitt 41 ist ein Bereich mit einer relativ niedrigen p-Typ-Verunreinigungskonzentration zwischen dem unteren Endabschnitt 21 und dem Zwischenabschnitt 22. Der Hochkonzentrationsabschnitt 42 ist ein Bereich mit einer relativ hohen p-Typ-Verunreinigungskonzentration zwischen dem Zwischenabschnitt 22 und dem oberen Endabschnitt 23. Der Hochkonzentrationsabschnitt 42 hat eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration, die die p-Typ-Verunreinigungskonzentration des Niedrigkonzentrationsabschnitts 41 übersteigt. In dem Kompensationsbereich 40 wird das Ladungsgleichgewicht innerhalb eines p-Typ-Verunreinigungskonzentrationsbereichs (bzw. einer p-Typ-Verunreinigungskonzentrationsspanne; „p-type impurity concentration range“) zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt 41 und dem Hochkonzentrationsabschnitt 42 kompensiert.
  • In dieser Ausführungsform hat der Niedrigkonzentrationsabschnitt 41 eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration, die geringer ist als die Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb. Der Niedrigkonzentrationsabschnitt 41 kann eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration aufweisen, die geringer ist als eine durchschnittliche Konzentration Iav des Säulenbereichs 20. Die Durchschnittskonzentration Iav wird vorzugsweise in einem Bereich bzw. einer Spanne von ±5 % der Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb angesetzt bzw. festgelegt. Die mittlere Konzentration Iav kann gleich der Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb sein. Die p-Typ-Verunreinigungskonzentration des Niedrigkonzentrationsabschnitts 41 kann innerhalb eines Bereichs bzw. einer Spanne von nicht weniger als 85 % und weniger als 100 % (vorzugsweise nicht weniger als 95 % und weniger als 100 %) der Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb (oder der Durchschnittskonzentration Iav) angesetzt werden.
  • In dieser Ausführungsform ist der Niedrigkonzentrationsabschnitt 41 über den gesamten Bereich zwischen dem unteren Endabschnitt 21 und dem Zwischenabschnitt 22 gebildet. Das heißt, der Niedrigkonzentrationsabschnitt 41 wird durch den ersten bis fünften Verunreinigungsbereich 24A bis 24E gebildet. Die Spitzenkonzentrationen des ersten bis fünften Verunreinigungsbereichs 24A bis 24E nehmen vom unteren Endabschnitt 21 in Richtung des Zwischenabschnitts 22 allmählich zu.
  • Daher weist der Niedrigkonzentrationsabschnitt 41 einen Konzentrationsgradienten auf, bei dem die p-Typ-Verunreinigungskonzentration von dem unteren Endabschnitt 21 zu dem Zwischenabschnitt 22 hin zunimmt (insbesondere allmählich zunimmt). Solange die Bedingung erfüllt ist, dass die p-Typ-Verunreinigungskonzentration auf der Seite des Zwischenabschnitts 22 die p-Typ-Verunreinigungskonzentration auf der Seite des unteren Endabschnitts 21 übersteigt, können mindestens zwei des ersten bis fünften Verunreinigungsbereichs 24B bis 24E gleiche p-Typ-Verunreinigungskonzentrationen (Spitzenkonzentrationen) aufweisen.
  • In dieser Ausführungsform hat der Hochkonzentrationsabschnitt 42 eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration, die die Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb übersteigt. Der Hochkonzentrationsabschnitt 42 kann auf einen Wert gesetzt werden, der die mittlere Konzentration Iav übersteigt. Die p-Typ-Verunreinigungskonzentration des Hochkonzentrationsabschnitts 42 kann in einem Bereich von mehr als 100 % und nicht mehr als 115 % (vorzugsweise in einem Bereich von mehr als 100 % und nicht mehr als 105 %) der Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb (oder der Durchschnittskonzentration Iav) gesetzt werden.
  • In dieser Ausführungsform wird der Hochkonzentrationsabschnitt 42 über den gesamten Bereich zwischen dem Zwischenabschnitt 22 und dem oberen Endabschnitt 23 gebildet. Das heißt, der Hochkonzentrationsabschnitt 42 wird durch den sechsten bis zehnten Verunreinigungsbereich 24F bis 24J gebildet. Die Spitzenkonzentrationen des sechsten bis zehnten Verunreinigungsbereichs 24F bis 24J nehmen vom Zwischenabschnitt 22 in Richtung des oberen Endabschnitts 23 allmählich zu. Daher weist der Hochkonzentrationsabschnitt 42 einen Konzentrationsgradienten auf, bei dem die p-Typ-Verunreinigungskonzentration von dem Zwischenabschnitt 22 in Richtung des oberen Endabschnitts 23 ansteigt (insbesondere allmählich ansteigt).
  • In dieser Ausführungsform werden die Spitzenkonzentrationen des sechsten bis zehnten Verunreinigungsbereichs 24F bis 24J von dem ersten bis fünften Verunreinigungsbereiche 24A bis 24E (d. h. dem Niedrigkonzentrationsabschnitt 41) allmählich kontinuierlich erhöht. Daher weist der Hochkonzentrationsabschnitt 42 einen Konzentrationsgradienten auf, bei dem die p-Typ-Verunreinigungskonzentration ausgehend vom Niedrigkonzentrationsabschnitt 41 kontinuierlich erhöht wird. Solange die Bedingung erfüllt ist, dass eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration auf der Seite des oberen Endabschnitts 23 eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration auf der Seite des Zwischenabschnitts 22 übersteigt, können mindestens zwei des sechsten bis zehnten Verunreinigungsbereichs 24F bis 24J gleiche p-Typ-Verunreinigungskonzentrationen (Spitzenkonzentrationen) aufweisen.
  • Wie bereits erwähnt, weist der Kompensationsbereich 40 in dieser Ausführungsform einen Konzentrationsgradienten auf, bei dem die p-Typ-Verunreinigungskonzentration von dem unteren Endabschnitt 21 zu dem oberen Endabschnitt 23 hin zunimmt (und zwar allmählich zunimmt). Der Konzentrationsgradient des Kompensationsbereichs 40 verläuft von dem Niedrigkonzentrationsabschnitt 41 zu dem Hochkonzentrationsabschnitt 42 über die Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb. Das heißt, dass in dem Säulenbereich 20 gemäß einem ersten Konfigurationsbeispiel der von der Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb abweichende Konzentrationsgradient zwischen dem unteren Endabschnitt 21 und dem oberen Endabschnitt 23 durch den Kompensationsbereich 40 eingeführt wird.
  • 5 ist ein Diagramm zur Beschreibung einer Durchschlagspannung BVDSS (tatsächliche Messung), wenn der in 4 dargestellte Säulenbereich 20 übernommen wird. In 5 zeigt die vertikale Achse die Durchschlagspannung BVDSS [V] und die horizontale Achse zeigt die zweite Breite W2 [pm] des Säulenbereichs 20. Eine Beziehung zwischen der Durchschlagspannung BVDSS und der zweiten Breite W2 zeigt einen in dem Säulenbereich 20 erzeugten Prozessfehler an. 5 zeigt eine erste sequentielle Linie L1 (Doppelkettenlinie) und eine zweite sequentielle Linie L2 (durchgezogene Linie).
  • Die erste sequentielle Linie L1 zeigt ein Ergebnis für einen Fall, in dem ein Säulenbereich 20 mit einer fixen Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb (im Folgenden einfach als „Säulenbereich 20 gemäß dem Vergleichsbeispiel“ bezeichnet) gebildet wird. In dem Säulenbereich 20 gemäß dem Vergleichsbeispiel beträgt ein vorgesehener bzw. geplanter Wert („designed value“) der zweiten Breite W2, mit dem die Durchschlagspannung BVDSS maximiert wird, etwa 1,5 µm. Die zweite sequentielle Linie L2 zeigt ein Ergebnis für einen Fall, in dem der Säulenbereich 20 mit dem Kompensationsbereich 40 (Säulenbereich 20 gemäß dem ersten Konfigurationsbeispiel) ausgebildet ist. In dem Säulenbereich 20 gemäß dem ersten Konfigurationsbeispiel beträgt ein vorgesehener Wert der zweiten Breite W2, mit dem die Durchschlagspannung BVDSS maximiert wird, etwa 1,42 µm.
  • Unter Bezugnahme auf die erste sequentielle Linie L1 lässt sich in einem Fall des Säulenbereichs 20 gemäß dem Vergleichsbeispiel und in einem Fall, in dem die zweite Breite W2 wie der vorhergesehene Wert gebildet wird, eine relativ hohe Durchschlagspannung BVDSS realisieren. Weicht die zweite Breite W2 jedoch von dem vorhergesehenen Wert ab, sinkt die Durchschlagspannung BVDSS stark ab. Aus diesem Ergebnis ergibt sich, dass mit dem Säulenbereich 20 gemäß dem Vergleichsbeispiel eine relativ hohe Durchschlagspannung BVDSS realisiert werden kann, wobei ein Änderungsbetrag der Durchschlagspannung BVDSS in Bezug auf den Prozessfehler der zweiten Breite W2 extrem groß ist.
  • Unterdessen wird mit Bezug auf die zweite sequentielle Linie L2 in einem Fall des Säulenbereichs 20 gemäß dem ersten Konfigurationsbeispiel ein Erhöhungsbetrag der Durchschlagspannung BVDSS reduziert. Allerdings wird ein starkes Absinken der Durchschlagspannung BVDSS aufgrund des Prozessfehlers unterdrückt. Das heißt, es wird festgestellt, dass mit dem Säulenbereich 20 gemäß dem ersten Konfigurationsbeispiel im Vergleich zu dem Säulenbereich 20 gemäß dem Vergleichsbeispiel die Durchschlagspannung BVDSS abgesenkt wird. Allerdings wird der Änderungsbetrag der Durchschlagspannung BVDSS aufgrund des Prozessfehlers träge („sluggish“) .
  • Mit dem Säulenbereich 20 gemäß dem Vergleichsbeispiel übersteigt in einem Fall, in dem die zweite Breite W2 stärker als der vorhergesehene Wert erhöht wird, die p-Typ-Ladungsmenge des Säulenbereichs 20 die n-Typ-Ladungsmenge des Drift-Bereichs 6. In diesem Fall konzentriert sich ein elektrisches Feld auf den unteren Endabschnitt 21 des Säulenbereichs 20 und die Durchschlagspannung BVDSS wird gesenkt. In einem Fall, in dem die zweite Breite W2 weniger als der vorhergesehene Wert verringert wird, übersteigt die n-Typ-Ladungsmenge des Drift-Bereichs 6 die p-Typ-Ladungsmenge des Säulenbereichs 20. In diesem Fall konzentriert sich ein elektrisches Feld auf den oberen Endabschnitt 23 des Säulenbereichs 20, und die Durchschlagspannung BVDSS wird gesenkt.
  • Währenddessen umfasst der Säulenbereich 20 gemäß dem ersten Konfigurationsbeispiel den Kompensationsbereich 40 mit dem Konzentrationsgradienten, der von der Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb in einem Bereich zwischen dem unteren Endabschnitt 21 und dem oberen Endabschnitt 23 abweicht. Der Kompensationsbereich 40 umfasst insbesondere den Niedrigkonzentrationsabschnitt 41 auf der Seite des unteren Endabschnitts 21 und den Hochkonzentrationsabschnitt 42 auf der Seite des oberen Endabschnitts 23, und das Ladungsgleichgewicht wird innerhalb des p-Typ-Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt 41 und dem Hochkonzentrationsabschnitt 42 kompensiert.
  • Bei dem Säulenbereich 20 nach dem ersten Konfigurationsbeispiel wird das Ladungsgleichgewicht nicht über den gesamten Bereich in der Dickenrichtung erreicht. Somit ist im Vergleich zum Säulenbereich 20 gemäß dem Vergleichsbeispiel die Durchschlagspannung BVDSS geringer. Der Niedrigkonzentrationsabschnitt 41 des Kompensationsbereichs 40 wird jedoch in dem Bereich zwischen dem unteren Endabschnitt 21 und dem Zwischenabschnitt 22 gebildet, in dem ein elektrisches Feld in einfacher Weise konzentriert wird, und weist eine relativ geringe p-Typ-Verunreinigungskonzentration auf. Währenddessen wird der Hochkonzentrationsabschnitt 42 des Kompensationsbereichs 40 in dem Bereich zwischen dem Zwischenabschnitt 22 und dem unteren Endabschnitt 21 bzw. oberen Endabschnitt 23 gebildet, in dem ein elektrisches Feld in einfacher Weise konzentriert wird, und weist eine relativ hohe p-Typ-Verunreinigungskonzentration auf.
  • Daher ist es selbst dann, wenn die zweite Breite W2 aufgrund des Prozessfehlers stärker als der vorhergesehene Wert vergrößert wird, möglich, eine elektrische Feldkonzentration auf dem unteren Endabschnitt 21 durch den Niedrigkonzentrationsabschnitt 41 zu verringern („ease“). Auch wenn die zweite Breite W2 aufgrund des Prozessfehlers kleiner als der vorhergesehene Wert ist bzw. um einen kleineren Wert als den vorgesehenen Wert verringert wird, ist es möglich, eine elektrische Feldkonzentration auf dem oberen Endabschnitt 23 durch den Hochkonzentrationsabschnitt 42 zu verringern. Dadurch ist es möglich, Schwankungen in der Durchschlagspannung BVDSS aufgrund des Prozessfehlers der zweiten Breite W2 zu unterdrücken. Daher ist es möglich, das Halbleiterbauteil 1 mit der Durchschlagspannung BVDSS von nicht weniger als einem festen Wert stabil herzustellen.
  • 6 ist ein Diagramm zur Beschreibung einer p-Typ-Verunreinigungskonzentration eines Säulenbereichs 20 gemäß einem zweiten Konfigurationsbeispiel. In 6 ist auf der linken Seite der Papierebene ein Bereich dargestellt, der den einzelnen Säulenbereich 20 enthält, und auf der rechten Seite der Papierebene ist ein Gradient der p-Typ-Verunreinigungskonzentrationen des Säulenbereichs 20 dargestellt. Der Konzentrationsgradient des Säulenbereichs 20 wird insbesondere durch Spitzenkonzentrationen einer Vielzahl von erstem bis zehntem Verunreinigungsbereichen 24A bis 24J gebildet. In 6 ist eine Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb durch eine Doppelkettenlinie dargestellt.
  • Der Säulenbereich 20 umfasst einen unteren Kompensationsbereich 50 auf der Seite des unteren Endabschnitts 21 und einen oberen Kompensationsbereich 51 auf der Seite des oberen Endabschnitts 23. Der Säulenbereich 20 umfasst ferner einen Kompensationsbereich 52, der zwischen dem unteren Kompensationsbereich 50 und dem oberen Kompensationsbereich 51 ausgebildet ist. Nachfolgend werden der untere Kompensationsbereich 50, der obere Kompensationsbereich 51 und der Kompensationsbereich 52 der Reihe nach beschrieben.
  • Der untere Kompensationsbereich 50 ist in einem Bereich zwischen dem unteren Endabschnitt 21 und dem Zwischenabschnitt 22 ausgebildet. Der untere Kompensationsbereich 50 ist insbesondere in einem Bereich auf der Seite des unteren Endabschnitts 21 ausgebildet, der von dem Zwischenabschnitt 22 auf der Seite des unteren Endabschnitts 21 beabstandet ist. In dieser Ausführungsform wird der untere Kompensationsbereich 50 durch den ersten bis dritten Verunreinigungsbereich 24A bis 24C gebildet.
  • Der untere Kompensationsbereich 50 umfasst einen Niedrigkonzentrationsabschnitt 53, der zwischen dem unteren Endabschnitt 21 und dem Zwischenabschnitt 22 gebildet wird, und einen unteren Hochkonzentrationsabschnitt 54, der zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 und dem unteren Endabschnitt 21 gebildet wird. Der untere Hochkonzentrationsabschnitt 54 ist ein Bereich mit einer p-Typ-Verunreinigungskonzentration, die eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration des Niedrigkonzentrationsabschnitts 53 auf der Seite des unteren Endabschnitts 21 des Niedrigkonzentrationsabschnitts 53 überschreitet. Das heißt, der untere Kompensationsbereich 50 ist als konzentrationserhöhender Bereich bzw. Konzentrationsanstiegsbereich („concentration increasing region“) ausgebildet, der in einem Bereich des Säulenbereichs 20 auf der Seite des unteren Endabschnitts 21 gebildet wird. In dem unteren Kompensationsbereich 50 wird ein Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs bzw. einer Verunreinigungskonzentrationsspanne zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 und dem unteren Hochkonzentrationsabschnitt 54 kompensiert.
  • Der Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 ist so ausgebildet, dass er zumindest auf der Seite des Zwischenabschnitts 22 von dem unteren Endabschnitt 21 beabstandet ist. In dieser Ausführungsform ist der Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 so ausgebildet, dass er auf der Seite des unteren Endabschnitts 21 von dem Zwischenabschnitt 22 beabstandet ist. Der Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 kann den Zwischenabschnitt 22 überlappen. In dieser Ausführungsform hat der Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) des zweiten bis dritten Verunreinigungsbereichs 24B bis 24C.
  • In dieser Ausführungsform ist die p-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) des zweiten bis dritten Verunreinigungsbereichs 24B bis 24C geringer als die Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb. Daher hat in dieser Ausführungsform der Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration, die geringer ist als die Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb. Der Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 kann auf einen Wert gesetzt werden, der kleiner ist als die durchschnittliche Konzentration Iav des Säulenbereichs 20. Die Durchschnittskonzentration Iav wird vorzugsweise in einem Bereich von ±5 % der Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb angesiedelt. Die Durchschnittskonzentration Iav kann gleich der Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb sein.
  • Die p-Typ-Verunreinigungskonzentration des Niedrigkonzentrationsabschnitts 53 kann beispielsweise in einem Bereich bzw. einer Spanne von nicht weniger als 85 % und weniger als 100 % (vorzugsweise in einem Bereich von nicht weniger als 95 % und weniger als 100 %) der Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb (oder der Durchschnittskonzentration Iav) angesiedelt bzw. angesetzt werden. Der Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 weist vorzugsweise eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration auf, die einen Mindestwert in dem Konzentrationsgradienten des Säulenbereichs 20 darstellt. Mit dieser Struktur ist es möglich, eine elektrische Feldkonzentration auf dem unteren Endabschnitt 21 in angemessener Weise zu unterdrücken.
  • Der untere Hochkonzentrationsabschnitt 54 wird im untersten Ende des Säulenbereichs 20 gebildet. In dieser Ausführungsform weist der untere Hochkonzentrationsabschnitt 54 eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) des ersten bis zweiten Verunreinigungsbereichs 24A bis 24B auf. In dieser Ausführungsform übersteigt die p-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) des ersten Verunreinigungsbereichs 24A die Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb. Daher weist in dieser Ausführungsform der untere Hochkonzentrationsabschnitt 54 eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration auf, die die Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb übersteigt. Der untere Hochkonzentrationsabschnitt 54 kann als ein Wert festgelegt werden, der die durchschnittliche Konzentration Iav übersteigt.
  • Die p-Typ-Verunreinigungskonzentration des unteren Hochkonzentrationsabschnitts 54 kann in einem Bereich bzw. einer Spanne von mehr als 100 % und nicht mehr als 115 % (vorzugsweise in einem Bereich von mehr als 100 % und nicht mehr als 105 %) der Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb (oder der Durchschnittskonzentration Iav) angesetzt werden. Der untere Hochkonzentrationsabschnitt 54 weist vorzugsweise eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration auf, die kleiner ist als ein Maximalwert im Konzentrationsgradienten des Säulenbereichs 20. Mit dieser Struktur ist es möglich, die Konzentration des elektrischen Feldes auf dem unteren Endabschnitt 21 in angemessener Weise zu unterdrücken.
  • In dieser Ausführungsform weist der zweite Verunreinigungsbereich 24B die p-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) zwischen der p-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) des ersten Verunreinigungsbereichs 24A und der p-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) des dritten Verunreinigungsbereichs 24C auf. Dabei weist der untere Kompensationsbereich 50 einen Konzentrationsgradienten auf, in dem die p-Typ-Verunreinigungskonzentration von dem Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 in Richtung des unteren Hochkonzentrationsabschnitts 54 ansteigt (insbesondere allmählich ansteigt). Der untere Kompensationsbereich 50 weist ebenfalls einen Konzentrationsgradienten auf, der von dem Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 zu dem unteren Hochkonzentrationsabschnitt 54 über die Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb verläuft.
  • Obwohl die Anzahl der Verunreinigungsbereiche 24, die den Säulenbereich 20 aufbauen („arranging“), unterschiedlich ist bzw. sein kann, beträgt die Anzahl der Verunreinigungsbereiche 24, die den unteren Kompensationsbereich 50 aufbauen, vorzugsweise nicht weniger als zwei und nicht mehr als fünf. In einem Fall, in dem der untere Kompensationsbereich 50 drei oder mehr Verunreinigungsbereiche 24 umfasst, können mindestens zwei der drei oder mehr Verunreinigungsbereiche 24 gleiche Verunreinigungskonzentrationen (Spitzenkonzentrationen) aufweisen, solange die Bedingung erfüllt ist, dass die p-Typ-Verunreinigungskonzentration des unteren Hochkonzentrationsabschnitts 54 die p-Typ-Verunreinigungskonzentration des Niedrigkonzentrationsabschnitts 53 übersteigt. Zum Beispiel kann der zweite Verunreinigungsbereich 24B eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration aufweisen, die gleich der p-Typ-Verunreinigungskonzentration von irgendeinem von dem ersten Verunreinigungsbereich 24A und dem dritten Verunreinigungsbereichs 24C ist.
  • Der obere Kompensationsbereich 51 ist in einem Bereich zwischen dem Zwischenabschnitt 22 und dem oberen Endabschnitt 23 ausgebildet. Der obere Kompensationsbereich 51 ist insbesondere in einem Bereich auf der Seite des oberen Endabschnitts 23 ausgebildet, der vom Zwischenabschnitt 22 auf der Seite des oberen Endabschnitts 23 beabstandet ist. In dieser Ausführungsform wird der obere Kompensationsbereich 51 durch den sechsten bis zehnten Verunreinigungsbereich 24F bis 24J gebildet.
  • Der obere Kompensationsbereich 51 umfasst insbesondere einen Hochkonzentrationsabschnitt 55, der zwischen dem Zwischenabschnitt 22 und dem oberen Endabschnitt 23 gebildet wird, und einen oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt 56, der zwischen dem Hochkonzentrationsabschnitt 55 und dem oberen Endabschnitt 23 gebildet wird. Der obere Niedrigkonzentrationsabschnitt 56 ist ein Bereich mit einer p-Typ-Verunreinigungskonzentration, die geringer ist als eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration des Hochkonzentrationsabschnitts 55 auf der Seite des oberen Endabschnitts 23 des Hochkonzentrationsabschnitts 55. Das heißt, der obere Kompensationsbereich 51 ist als Konzentrationsabnahmebereich („concentration decreasing region“) konfiguriert, der in einem Bereich des Säulenbereichs 20 auf der Seite des oberen Endabschnitts 23 gebildet wird. In dem oberen Kompensationsbereich 51 wird das Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem Hochkonzentrationsabschnitt 55 und dem oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt 56 kompensiert.
  • Der Hochkonzentrationsabschnitt 55 ist so ausgebildet, dass er zumindest auf der Seite des Zwischenabschnitts 22 vom oberen Endabschnitt 23 beabstandet ist. Der Hochkonzentrationsabschnitt 55 kann so ausgebildet sein, dass er auf der Seite des oberen Endabschnitts 23 vom Zwischenabschnitt 22 beabstandet ist. In einem Fall, in dem der Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 so ausgebildet ist, dass er von dem Zwischenabschnitt 22 auf dem unteren Endabschnitt 21 beabstandet ist, kann der Hochkonzentrationsabschnitt 55 den Zwischenabschnitt 22 überlappen. In dieser Ausführungsform weist der Hochkonzentrationsabschnitt 55 eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) des sechsten bis neunten Verunreinigungsbereichs 24F bis 241 auf.
  • In dieser Ausführungsform hat der Hochkonzentrationsabschnitt 55 eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration, die die Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb übersteigt. Der Hochkonzentrationsabschnitt 55 kann auf einen Wert gesetzt werden, der die mittlere Konzentration Iav übersteigt. Die p-Typ-Verunreinigungskonzentration des Hochkonzentrationsabschnitts 55 kann beispielsweise in einem Bereich bzw. einer Spanne von mehr als 100 % und nicht mehr als 115 % (vorzugsweise in einem Bereich von mehr als 100 % und nicht mehr als 105 %) der Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb (oder der Durchschnittskonzentration Iav) angesetzt werden.
  • Der Hochkonzentrationsabschnitt 55 weist vorzugsweise eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration auf, die einen Maximalwert im Konzentrationsgradienten des Säulenbereichs 20 darstellt. Das heißt, der Hochkonzentrationsabschnitt 55 weist vorzugsweise eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration auf, die die p-Typ-Verunreinigungskonzentration des unteren Hochkonzentrationsabschnitts 54 übersteigt. Mit dieser Struktur ist es möglich, eine elektrische Feldkonzentration auf dem oberen Endabschnitt 23 zu unterdrücken. Der Hochkonzentrationsabschnitt 55 umfasst die Vielzahl von (in dieser Ausführungsform drei) sechstem bis achtem Verunreinigungsbereich 24F bis 24H, in denen die p-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) auf einen Höchstwert gesetzt ist. In dem Hochkonzentrationsabschnitt 55 ist die Anzahl der Verunreinigungsbereiche 24, die als Maximalwerte gesetzt sind, willkürlich und kann einer oder mehr sein.
  • Der obere Niedrigkonzentrationsabschnitt 56 wird in dem obersten Ende des Säulenbereichs 20 gebildet. In dieser Ausführungsform weist der obere Niedrigkonzentrationsabschnitt 56 eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) des neunten bis zehnten Verunreinigungsbereichs 241 bis 24J auf. In dieser Ausführungsform hat der zehnte Verunreinigungsbereich 24J eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration, die geringer ist als die Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb. Daher weist in dieser Ausführungsform der obere Niedrigkonzentrationsabschnitt 56 eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration auf, die geringer ist als die Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb. Der obere Niedrigkonzentrationsabschnitt 56 kann auf einen Wert gesetzt werden, der unter der durchschnittlichen Konzentration Iav liegt.
  • Die p-Typ-Verunreinigungskonzentration des oberen Niedrigkonzentrationsabschnitts 56 kann beispielsweise in einem Bereich bzw. einer Spanne von nicht weniger als 85 % und weniger als 100 % (vorzugsweise in einem Bereich von nicht weniger als 95 % und weniger als 100 %) der Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb (oder der durchschnittlichen Konzentration Iav) eingestellt bzw. angesetzt werden. Der obere Niedrigkonzentrationsabschnitt 56 weist vorzugsweise eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration auf, die den Minimalwert übersteigt und kleiner ist als der Maximalwert im Konzentrationsgradienten des Säulenbereichs 20. Das heißt, der obere Niedrigkonzentrationsabschnitt 56 weist vorzugsweise eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration auf, die die p-Typ-Verunreinigungskonzentration des Niedrigkonzentrationsabschnitts 53 übersteigt und kleiner ist als die p-Typ-Verunreinigungskonzentration des Hochkonzentrationsabschnitts 55. Mit dieser Struktur ist es möglich, die Konzentration des elektrischen Feldes auf dem oberen Endabschnitt 23 in angemessener Weise zu unterdrücken.
  • Da der obere Endabschnitt 23 des Säulenbereichs 20 ein Zuflusspfad eines elektrischen Stroms ist, wird eine Stromdichte (d.h. ein elektrisches Feld) besonders leicht erhöht. Daher hat der obere Niedrigkonzentrationsabschnitt 56 vorzugsweise eine geringere Dicke als eine Dicke des Hochkonzentrationsabschnitts 55. Das heißt, ein Verhältnis des oberen Niedrigkonzentrationsabschnitts 56 im oberen Kompensationsbereich 51 ist vorzugsweise kleiner als ein Verhältnis des Hochkonzentrationsabschnitts 55 im oberen Kompensationsbereich 51. Mit dieser Struktur wird die nach Einführung des oberen Niedrigkonzentrationsabschnitts 56 verminderte p-Typ-Verunreinigungskonzentration durch den Hochkonzentrationsabschnitt 55 ergänzt. Dadurch ist es möglich, die elektrische Feldkonzentration auf dem oberen Endabschnitt 23 zu verringern.
  • In dieser Ausführungsform liegt die p-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) des neunten Verunreinigungsbereichs 241 zwischen der p-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) des achten Verunreinigungsbereichs 241 und der p-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) des zehnten Verunreinigungsbereichs 24J. Dabei weist der obere Kompensationsbereich 51 einen Konzentrationsgradienten auf, in dem die p-Typ-Verunreinigungskonzentration vom Hochkonzentrationsabschnitt 55 in Richtung des oberen Niedrigkonzentrationsabschnitts 56 abnimmt (insbesondere allmählich abnimmt).
  • Der obere Kompensationsbereich 51 weist ebenfalls einen Konzentrationsgradienten auf, der vom Hochkonzentrationsabschnitt 55 zum oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt 56 durch die Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb verläuft. Das heißt, der obere Kompensationsbereich 51 hat einen p-Typ-Verunreinigungskonzentrationsbereich bzw. eine p-Typ-Verunreinigungskonzentrationsspanne (Konzentrationsgradient), der mit dem p-Typ-Verunreinigungskonzentrationsbereich (Konzentrationsgradient) des unteren Kompensationsbereichs 50 auf der Seite des oberen Endabschnitts 23 überlappt.
  • Obwohl die Anzahl der Verunreinigungsbereiche 24, die den Säulenbereich 20 aufbauen, unterschiedlich ist bzw. sein kann, ist die Anzahl der Verunreinigungsbereiche 24, die den oberen Kompensationsbereich 51 aufbauen, vorzugsweise nicht weniger als zwei und nicht mehr als fünf. In einem Fall, in dem der obere Kompensationsbereich 51 drei oder mehr Verunreinigungsbereiche 24 umfasst, können mindestens zwei der drei oder mehr Verunreinigungsbereiche 24 gleiche p-Typ-Verunreinigungskonzentrationen (Spitzenkonzentrationen) aufweisen, solange die Bedingung erfüllt ist, dass die p-Typ-Verunreinigungskonzentration des oberen Niedrigkonzentrationsabschnitts 56 geringer ist als die p-Typ-Verunreinigungskonzentration des Hochkonzentrationsabschnitts 55. Zum Beispiel kann der neunte Verunreinigungsbereich 241 eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration aufweisen, die gleich der p-Typ-Verunreinigungskonzentration von irgendeinem von dem achten Verunreinigungsbereichs 24H und dem zehnten Verunreinigungsbereichs 24J ist.
  • Der Kompensationsbereich 52 umfasst den Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 und den Hochkonzentrationsabschnitt 55. Das heißt, der Kompensationsbereich 52 ist als ein Konzentrationsanstiegsbereich („concentration increasing region“) in einem Zwischenbereich des Säulenbereichs 20 ausgestaltet. In dem Kompensationsbereich 52 wird das Ladungsgleichgewicht zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 (unterer Kompensationsbereich 50) und dem Hochkonzentrationsabschnitt 55 (oberer Kompensationsbereich 51) kompensiert.
  • In dieser Ausführungsform weist der Kompensationsbereich 52 eine p-Typ-Verunreinigungskonzentration (Spitzenkonzentration) des dritten bis sechsten Verunreinigungsbereichs 24C bis 24F auf. In dieser Ausführungsform weisen der sechste bis achte Verunreinigungsbereich 24F bis 24H gleiche Verunreinigungskonzentrationen auf. Somit kann der Kompensationsbereich 52 den siebten bis achten Verunreinigungsbereich 24G bis 24H umfassen. Die p-Typ-Verunreinigungskonzentrationen (Spitzenkonzentrationen) des vierten bis fünften Verunreinigungsbereichs 24D bis 24E werden vom Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 in Richtung des Hochkonzentrationsabschnitts 55 erhöht (insbesondere schrittweise erhöht). Dadurch wird der Kompensationsbereich 52 so ausgebildet, dass die p-Typ-Verunreinigungskonzentration vom Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 in Richtung des Hochkonzentrationsabschnitts 55 erhöht (insbesondere allmählich erhöht) wird.
  • Der Kompensationsbereich 52 hat einen Konzentrationsgradienten, der vom Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 zum Hochkonzentrationsabschnitt 55 durch die Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb verläuft. Das heißt, der Kompensationsbereich 52 hat einen p-Typ-Verunreinigungskonzentrationsbereich bzw. eine p-Typ-Verunreinigungskonzentrationsspanne (Konzentrationsgradient), die mit der p-Typ-Verunreinigungskonzentrationsbereich (Konzentrationsgradient) des unteren Kompensationsbereichs 50 und dem p-Typ-Verunreinigungskonzentrationsbereich (Konzentrationsgradient) des oberen Kompensationsbereichs 51 überlappt.
  • Obwohl die Anzahl der Verunreinigungsbereiche 24 unterschiedlich ist bzw. sein kann, beträgt die Anzahl der Verunreinigungsbereiche 24, die den Kompensationsbereich 52 aufbauen, vorzugsweise nicht weniger als zwei und nicht mehr als zehn. In einem Fall, in dem der Kompensationsbereich 52 drei oder mehr Verunreinigungsbereiche 24 umfasst, können mindestens zwei der drei oder mehr Verunreinigungsbereiche 24 gleiche p-Typ-Verunreinigungskonzentrationen (Spitzenkonzentrationen) aufweisen, solange die Bedingung erfüllt ist, dass die p-Typ-Verunreinigungskonzentration des Hochkonzentrationsabschnitts 55 die p-Typ-Verunreinigungskonzentration des Niedrigkonzentrationsabschnitts 53 übersteigt. Beispielsweise können der vierte bis fünfte Verunreinigungsbereich 24D bis 24E gleiche p-Typ-Verunreinigungskonzentrationen aufweisen.
  • Wie oben beschrieben, wird in dem Säulenbereich 20 gemäß dem zweiten Konfigurationsbeispiel der von der Ladungsgleichgewichtskonzentration Icb abweichende Konzentrationsgradient zwischen dem unteren Endabschnitt 21 und dem oberen Endabschnitt 23 durch den unteren Kompensationsbereich 50, den Kompensationsbereich 52 und den oberen Kompensationsbereich 51 eingeführt. Daher wird in dem Säulenbereich 20 gemäß dem zweiten Konfigurationsbeispiel das Ladungsgleichgewicht nicht über den gesamten Bereich in der Dickenrichtung erreicht. Im Säulenbereich 20 gemäß dem zweiten Konfigurationsbeispiel wird das Ladungsgleichgewicht mit dem Drift-Bereich 6 an drei Punkten des unteren Kompensationsbereichs 50, des Kompensationsbereichs 52 und des oberen Kompensationsbereichs 51 kompensiert (bzw. erreicht).
  • 7 ist ein Diagramm, in dem die Messergebnisse der Durchschlagspannung BVDSS (tatsächliche Messung), wenn der Säulenbereich 20 gemäß dem zweiten Konfigurationsbeispiel übernommen wird, in 5 wiedergegeben sind. In 7 zeigt die vertikale Achse die Durchschlagspannung BVDSS und die horizontale Achse die zweite Breite W2 des Säulenbereichs 20 an. 7 zeigt einen in dem Säulenbereich 20 erzeugten Prozessfehler.
  • 7 zeigt eine dritte sequentielle Linie L3 (dicke Linie) zusätzlich zu der oben beschriebenen ersten sequentiellen Linie L1 (Doppelkettenlinie) und der zweiten sequentiellen Linie L2 (durchgezogene Linie). Die dritte sequentielle Linie L3 zeigt ein Ergebnis eines Falls, bei dem der Säulenbereich 20 gemäß dem zweiten Konfigurationsbeispiel ausgebildet wird. In dem Säulenbereich 20 gemäß dem zweiten Konfigurationsbeispiel beträgt ein vorhergesehener Wert der zweiten Breite W2, mit dem die Durchschlagspannung BVDSS maximiert wird, etwa 1,42 µm.
  • Unter Bezugnahme auf die dritte sequentielle Linie L3 wird bei dem Säulenbereich 20 gemäß dem zweiten Konfigurationsbeispiel im Vergleich zu dem Säulenbereich 20 gemäß dem Vergleichsbeispiel die Durchschlagspannung BVDSS gesenkt. Allerdings wird der Änderungsbetrag der Durchschlagspannung BVDSS aufgrund des Prozessfehlers träge („sluggish“) .
  • Indes wird in einem Fall des Säulenbereichs 20 gemäß dem zweiten Konfigurationsbeispiel im Vergleich zum Säulenbereich 20 gemäß dem ersten Konfigurationsbeispiel der Änderungsbetrag der Durchschlagspannung BVDSS aufgrund des Prozessfehlers steil („steep“). Allerdings wird die Durchschlagspannung BVDSS verbessert. So wird festgestellt, dass es mit dem Säulenbereich 20 gemäß dem zweiten Konfigurationsbeispiel möglich ist, Schwankungen in der Durchschlagspannung BVDSS aufgrund des Prozessfehlers zu unterdrücken und gleichzeitig eine Absenkung der Durchschlagspannung BVDSS zu unterdrücken.
  • Der Säulenbereich 20 gemäß dem zweiten Konfigurationsbeispiel umfasst den unteren Kompensationsbereich 50 auf der Seite des unteren Endabschnitts 21 und den oberen Kompensationsbereich 51 auf der Seite des oberen Endabschnitts 23. Der untere Kompensationsbereich 50 umfasst den Niedrigkonzentrationsabschnitt 53, der zwischen dem unteren Endabschnitt 21 und dem Zwischenabschnitt 22 ausgebildet ist, und den unteren Hochkonzentrationsabschnitt 54, der zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 und dem unteren Endabschnitt 21 ausgebildet ist. Indes umfasst der obere Kompensationsbereich 51 den Hochkonzentrationsabschnitt 55, der zwischen dem Zwischenabschnitt 22 und dem oberen Endabschnitt 23 ausgebildet ist, und den oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt 56, der zwischen dem Hochkonzentrationsabschnitt 55 und dem oberen Endabschnitt 23 ausgebildet ist.
  • Der untere Kompensationsbereich 50 umfasst den Niedrigkonzentrationsabschnitt 53, der eine relativ geringe p-Typ-Verunreinigungskonzentration zwischen dem unteren Endabschnitt 21 und dem Zwischenabschnitt 22 aufweist, in dem ein elektrisches Feld in einfacher Weise konzentriert wird bzw. werden kann. Daher ist es selbst dann, wenn die zweite Breite W2 aufgrund des Prozessfehlers auf mehr als den vorhergesehenen Wert vergrößert bzw. um mehr als den vorhergesehenen Wert erhöht wird, möglich, die Konzentration des elektrischen Feldes auf dem unteren Endabschnitt 21 durch den Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 zu verringern.
  • Indes umfasst der obere Kompensationsbereich 51 den Hochkonzentrationsabschnitt 55 mit einer relativ hohen p-Typ-Verunreinigungskonzentration zwischen dem Zwischenabschnitt 22 und dem unteren Endabschnitt 21, wo ein elektrisches Feld in einfacher Weise konzentriert wird. Daher ist es möglich, die Konzentration des elektrischen Feldes auf dem oberen Endabschnitt 23 durch den Hochkonzentrationsabschnitt 55 zu verringern, selbst wenn die zweite Breite W2 aufgrund des Prozessfehlers auf weniger als den vorhergesehenen Wert verringert wird. Dadurch ist es möglich, Schwankungen in der Durchschlagspannung BVDSS aufgrund des Prozessfehlers der zweiten Breite W2 zu unterdrücken.
  • Bei dem unteren Kompensationsbereich 50 ist der untere Hochkonzentrationsabschnitt 54 auf der Seite des unteren Endabschnitts 21 des Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 positioniert. In dem unteren Kompensationsbereich 50, wird das Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs bzw. einer Verunreinigungskonzentrationsspanne zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt 53 und dem unteren Hochkonzentrationsabschnitt 54 kompensiert bzw. erreicht. Unterdessen ist bei dem oberen Kompensationsbereich 51 der obere Niedrigkonzentrationsabschnitt 56 auf der Seite des Endabschnitt 23 des Hochkonzentrationsabschnitts 55 positioniert. In dem oberen Kompensationsbereich 51 wird das Ladungsgleichgewicht innerhalbe eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem Hochkonzentrationsabschnitt 55 und dem oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt 56 kompensiert bzw. erreicht.
  • Daher ist es bei dem Säulenbereich 20 gemäß dem zweiten Konfigurationsbeispiel möglich, das Ladungsgleichgewicht durch den unteren Kompensationsbereich 50 auf der unteren Seite des Endabschnitts 21 und den oberen Kompensationsbereich 51 auf der Seite des oberen Endabschnitts 23 zu erreichen. Dadurch ist es möglich, die Schwankungen der Durchschlagspannung BVDSS aufgrund des Prozessfehlers der zweiten Breite W2 zu unterdrücken und gleichzeitig die Absenkung der Durchschlagspannung BVDSS zu unterdrücken. Daher ist es möglich, das Halbleiterbauteil 1 mit der Durchschlagspannung BVDSS von nicht weniger als einem fixen Wert stabil herzustellen.
  • Der Säulenbereich 20 gemäß dem zweiten Konfigurationsbeispiel umfasst ferner den Kompensationsbereich 52, der zwischen dem unteren Kompensationsbereich 50 und dem oberen Kompensationsbereich 51 angeordnet ist. In dem Kompensationsbereich 52 wird das Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem unteren Kompensationsbereich 50 und dem oberen Kompensationsbereich 51 kompensiert. Dabei ist es möglich, das Ladungsgleichgewicht an drei Punkten des unteren Kompensationsbereichs 50, des oberen Kompensationsbereichs 51 und des Kompensationsbereichs 52 zu kompensieren. Daher ist es möglich, die Schwankungen der Durchschlagspannung BVDSS aufgrund des Prozessfehlers der zweiten Breite W2 zu unterdrücken und gleichzeitig die Absenkung der Durchschlagspannung BVDSS zu unterdrücken.
  • Die vorliegende Erfindung kann ferner in anderen Ausführungsformen implementiert werden. Zum Beispiel wird in der oben beschriebenen Ausführungsform das Beispiel beschrieben, in dem der MISFET mit der SJ-Struktur gebildet wird. Die Säulenbereiche 20 gemäß den ersten bis zweiten Konfigurationsbeispielen sind jedoch nicht auf den MISFET beschränkt, sondern auf verschiedene Bauelemente mit der SJ-Struktur anwendbar. Die Säulenbereiche 20 gemäß den ersten bis zweiten Konfigurationsbeispielen können auf eine SBD (Schottky-Barrieren-Diode) mit der SJ-Struktur angewendet werden.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform wird das Beispiel beschrieben, bei dem der Halbleiterchip 2 aus einem Si-Chip hergestellt ist. Der Halbleiterchip 2 kann jedoch auch aus einem Halbleiterchip mit breiter Bandlücke hergestellt werden. In diesem Fall kann der Halbleiterchip 2 aus einem SiC-Chip (Siliziumkarbid) hergestellt werden.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform wird das Beispiel beschrieben, bei dem die Vielzahl der Säulenbereiche 20 in einer Draufsicht streifenförmig ausgebildet sind. Die Vielzahl der Säulenbereiche 20 kann jedoch in einer Draufsicht auch kreisförmig oder polygonal ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Vielzahl der Säulenbereiche 20 so ausgebildet sein, dass sie in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y in einer Draufsicht voneinander beabstandet sind. Die Vielzahl der Säulenbereiche 20 kann beispielsweise in einer Draufsicht in einer Matrix oder in einer versetzten Anordnung angeordnet sein.
  • Nachfolgend werden Beispiele von Merkmalen beschrieben, die aus der vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen hervorgehen. Die folgenden [A1] bis [A18] stellen ein Halbleiterbauteil bereit, das in der Lage ist, Schwankungen der Stehspannung aufgrund eines Prozessfehlers zu unterdrücken.
    • [A1] Halbleiterbauteil mit: einem Halbleiterchip mit einer Hauptoberfläche; einem Ersten-Leitfähigkeitstyp-Drift-Bereich („first conductivity type drift region“), der in einem Oberflächenschichtabschnitt der Hauptoberfläche ausgebildet ist; und einem Zweiten-Leitfähigkeitstyp-Säulenbereich („second conductivity type column region“), der in einer Säulenform ausgebildet ist, die sich in einer Dickenrichtung in dem Drift-Bereich erstreckt, wobei der Säulenbereich einen unteren Endabschnitt, einen Zwischenabschnitt und einen oberen Endabschnitt aufweist; wobei der Säulenbereich einen Kompensationsbereich aufweist, der einen Niedrigkonzentrationsabschnitt, der zwischen dem unteren Endabschnitt und dem Zwischenabschnitt ausgebildet ist, und einen Hochkonzentrationsabschnitt, der zwischen dem Zwischenabschnitt und dem oberen Endabschnitt ausgebildet ist, aufweist, wobei in dem Kompensationsbereich ein Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt und dem Hochkonzentrationsabschnitt kompensiert wird.
    • [A2] Halbleiterbauteil gemäß A1, wobei der Kompensationsbereich so ausgebildet ist, dass eine Verunreinigungskonzentration von dem Niedrigkonzentrationsabschnitt zu dem Hochkonzentrationsabschnitt hin zunimmt.
    • [A3] Halbleiterbauteil gemäß A1 oder A2, wobei der untere Endabschnitt so ausgebildet ist, dass er von einem unteren Abschnitt des Drift-Bereichs beabstandet ist.
    • [A4] Halbleiterbauteil gemäß einem von A1 bis A3, wobei der Säulenbereich durch eine Vielzahl von Verunreinigungsbereichen des zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet wird, die in der Dickenrichtung des Drift-Bereichs säulenförmig geschichtet sind.
    • [A5] Halbleiterbauteil gemäß einem von A1 bis A4, ferner mit: einem Zweiten-Leitfähigkeitstyp-Basisbereich („second conductivity type base region“), der in einem Oberflächenschichtabschnitt des Drift-Bereichs ausgebildet ist; wobei der Säulenbereich in einem Bereich direkt unterhalb dem Basisbereich in dem Drift-Bereich ausgebildet ist.
    • [A6] Halbleiterbauteil gemäß A5, wobei der obere Endabschnitt mit dem Basisbereich verbunden ist.
    • [A7] Halbleiterbauteil gemäß A5 oder A6, wobei der Basisbereich eine erste Breite aufweist und der Säulenbereich eine zweite Breite aufweist, die geringer ist als die erste Breite.
    • [A8] Halbleiterbauteil gemäß einem von A5 bis A7, ferner mit: einem Ersten-Leitfähigkeitstyp-Drain-Bereich („first conductivity type drain region“), der in einem Bereich direkt unter dem Drift-Bereich in dem Halbleiterchip ausgebildet ist; einem Ersten-Leitfähigkeitstyp-Source-Bereich („first conductivity type source region“), der in einem Oberflächenschichtabschnitt des Basisbereichs ausgebildet ist, wobei der Source-Bereich einen Kanalbereich zwischen dem Drift-Bereich und dem Source-Bereich abgrenzt; und einer planaren Gate-Struktur, die auf der Hauptoberfläche so ausgebildet ist, dass sie dem Kanalbereich gegenüberliegt.
    • [A9] Halbleiterbauteil gemäß einem von A1 bis A8, wobei der Niedrigkonzentrationsabschnitt so ausgebildet ist, dass er von dem unteren Endabschnitt auf der Seite des Zwischenabschnitts beabstandet ist.
    • [A10] Halbleiterbauteil gemäß einem von A1 bis A9, wobei der Hochkonzentrationsabschnitt so ausgebildet ist, dass er von dem oberen Endabschnitt auf der Seite des Zwischenabschnitts beabstandet ist.
    • [A11] Halbleiterbauteil gemäß einem von A1 bis A10, wobei der Säulenbereich einen unteren Kompensationsbereich aufweist, der den Niedrigkonzentrationsabschnitt und einen unteren Hochkonzentrationsabschnitt umfasst, der zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt und dem unteren Endabschnitt ausgebildet ist, wobei in dem unteren Kompensationsbereich ein Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt und dem unteren Hochkonzentrationsabschnitt kompensiert wird.
    • [A12] Halbleiterbauteil gemäß A11, wobei der untere Kompensationsbereich so ausgebildet ist, dass die Verunreinigungskonzentration von dem Niedrigkonzentrationsabschnitt zu dem unteren Hochkonzentrationsabschnitt hin zunimmt.
    • [A13] Halbleiterbauteil gemäß einem von A1 bis A12, wobei der Säulenbereich einen oberen Kompensationsbereich aufweist, der den Hochkonzentrationsabschnitt und einen oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt umfasst, der zwischen dem Hochkonzentrationsabschnitt und dem oberen Endabschnitt ausgebildet ist, wobei in dem oberen Kompensationsbereich ein Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem Hochkonzentrationsabschnitt und dem oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt kompensiert wird.
    • [A14] Halbleiterbauteil gemäß A13, wobei der obere Kompensationsbereich so ausgebildet ist, dass die Verunreinigungskonzentration von dem Hochkonzentrationsabschnitt zu dem oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt hin abnimmt.
    • [A15] Halbleiterbauteil mit: einem Halbleiterchip mit einer Hauptoberfläche; einem Ersten-Leitfähigkeitstyp-Drift-Bereich, der in einem Oberflächenschichtabschnitt der Hauptoberfläche ausgebildet ist; und einem Zweiten-Leitfähigkeitstyp-Säulenbereich, der in einer Säulenform ausgebildet ist, die sich in einer Dickenrichtung in dem Drift-Bereich erstreckt, wobei der Säulenbereich einen unteren Endabschnitt, einen Zwischenabschnitt und einen oberen Endabschnitt aufweist, wobei der Säulenbereich einen unteren Kompensationsbereich aufweist, der einen Niedrigkonzentrationsabschnitt umfasst, welcher zwischen dem unteren Endabschnitt und dem Zwischenabschnitt ausgebildet ist, und einen unteren Hochkonzentrationsabschnitt aufweist, welcher zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt und dem unteren Endabschnitt ausgebildet ist, wobei in dem unteren Kompensationsbereich ein Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt und dem unteren Hochkonzentrationsabschnitt kompensiert wird; und einen oberen Kompensationsbereich aufweist, der einen Hochkonzentrationsabschnitt umfasst, der zwischen dem Zwischenabschnitt und dem oberen Endabschnitt ausgebildet ist, und einen oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt aufweist, der zwischen dem Hochkonzentrationsabschnitt und dem oberen Endabschnitt ausgebildet ist, wobei in dem oberen Kompensationsbereich ein Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem Hochkonzentrationsabschnitt und dem oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt kompensiert wird.
    • [A16] Halbleiterbauteil gemäß A15, wobei der untere Kompensationsbereich so ausgebildet ist, dass eine Verunreinigungskonzentration von dem Niedrigkonzentrationsabschnitt zu dem unteren Hochkonzentrationsabschnitt hin zunimmt.
    • [A17] Halbleiterbauteil gemäß A15 oder A16, wobei der obere Kompensationsbereich so ausgebildet ist, dass die Verunreinigungskonzentration von dem Hochkonzentrationsabschnitt zu dem oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt hin abnimmt.
    • [A18] Halbleiterbauteil gemäß einem von A15 bis A17, wobei der Hochkonzentrationsabschnitt eine höhere Konzentration als der untere Hochkonzentrationsabschnitt aufweist und der obere Niedrigkonzentrationsabschnitt eine höhere Konzentration als der Niedrigkonzentrationsabschnitt aufweist.
  • Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben im Detail beschrieben ist, handelt es sich lediglich um spezifische Beispiele, die zur Verdeutlichung des technischen Inhalts der vorliegenden Erfindung verwendet werden, und die vorliegende Erfindung sollte nicht so ausgelegt werden, dass sie auf diese spezifischen Beispiele beschränkt ist, und der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche begrenzt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Halbleiterbauteil
    2
    Halbleiterchip
    3
    Erste Hauptoberfläche
    6
    Drift-Bereich
    7
    Drain-Bereich
    9
    Basisbereich
    10
    Source-Bereich
    11
    Kanalbereich
    20
    Säulenbereich
    21
    Unterer Endabschnitt
    22
    Zwischenabschnitt
    23
    Oberer Endabschnitt
    25
    Planare Gate-Struktur
    40
    Kompensationsbereich
    41
    Niedrigkonzentrationsabschnitt
    42
    Hochkonzentrationsabschnitt
    50
    Oberer Kompensationsbereich
    51
    Unterer Kompensationsbereich
    52
    Kompensationsbereich
    53
    Niedrigkonzentrationsabschnitt
    55
    Hochkonzentrationsabschnitt
    W1
    Erste Breite
    W2
    Zweite Breite
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2020060630 [0001]

Claims (18)

  1. Halbleiterbauteil mit: einem Halbleiterchip mit einer Hauptoberfläche; einem Ersten-Leitfähigkeitstyp-Drift-Bereich, der in einem Oberflächenschichtabschnitt der Hauptoberfläche ausgebildet ist; und einem Zweiten-Leitfähigkeitstyp-Säulenbereich, der in einer Säulenform ausgebildet ist, die sich in einer Dickenrichtung in dem Drift-Bereich erstreckt, wobei der Säulenbereich einen unteren Endabschnitt, einen Zwischenabschnitt und einen oberen Endabschnitt aufweist; wobei der Säulenbereich einen Kompensationsbereich aufweist, der einen Niedrigkonzentrationsabschnitt, der zwischen dem unteren Endabschnitt und dem Zwischenabschnitt ausgebildet ist, und einen Hochkonzentrationsabschnitt, der zwischen dem Zwischenabschnitt und dem oberen Endabschnitt ausgebildet ist, aufweist, wobei in dem Kompensationsbereich ein Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt und dem Hochkonzentrationsabschnitt kompensiert wird.
  2. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 1, wobei der Kompensationsbereich so ausgebildet ist, dass eine Verunreinigungskonzentration von dem Niedrigkonzentrationsabschnitt zu dem Hochkonzentrationsabschnitt hin zunimmt.
  3. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der untere Endabschnitt so ausgebildet ist, dass er von einem unteren Abschnitt des Drift-Bereichs beabstandet ist.
  4. Halbleiterbauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Säulenbereich durch eine Vielzahl von Verunreinigungsbereichen des zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet wird, die in der Dickenrichtung des Drift-Bereichs säulenförmig geschichtet sind.
  5. Halbleiterbauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit: einem Zweiten-Leitfähigkeitstyp-Basisbereich, der in einem Oberflächenschichtabschnitt des Drift-Bereichs ausgebildet ist; wobei der Säulenbereich in einem Bereich direkt unterhalb dem Basisbereich in dem Drift-Bereich ausgebildet ist.
  6. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 5, wobei der obere Endabschnitt des Säulenbereichs mit dem Basisbereich verbunden ist.
  7. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der Basisbereich eine erste Breite aufweist und der Säulenbereich eine zweite Breite aufweist, die geringer ist als die erste Breite.
  8. Halbleiterbauteil gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, ferner mit: einem Ersten-Leitfähigkeitstyp-Drain-Bereich, der in einem Bereich direkt unter dem Drift-Bereich in dem Halbleiterchip ausgebildet ist; einem Ersten-Leitfähigkeitstyp-Source-Bereich, der in einem Oberflächenschichtabschnitt des Basisbereichs ausgebildet ist, wobei der Source-Bereich einen Kanalbereich zwischen dem Drift-Bereich und dem Source-Bereich abgrenzt; und einer planaren Gate-Struktur, die auf der Hauptoberfläche so ausgebildet ist, dass sie dem Kanalbereich gegenüberliegt.
  9. Halbleiterbauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Niedrigkonzentrationsabschnitt so ausgebildet ist, dass er von dem unteren Endabschnitt auf der Seite des Zwischenabschnitts beabstandet ist.
  10. Halbleiterbauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Hochkonzentrationsabschnitt so ausgebildet ist, dass er von dem oberen Endabschnitt auf der Seite des Zwischenabschnitts beabstandet ist.
  11. Halbleiterbauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Säulenbereich einen unteren Kompensationsbereich aufweist, der den Niedrigkonzentrationsabschnitt und einen unteren Hochkonzentrationsabschnitt umfasst, der zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt und dem unteren Endabschnitt ausgebildet ist, wobei in dem unteren Kompensationsbereich ein Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt und dem unteren Hochkonzentrationsabschnitt kompensiert wird.
  12. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 11, wobei der untere Kompensationsbereich so ausgebildet ist, dass die Verunreinigungskonzentration von dem Niedrigkonzentrationsabschnitt zu dem unteren Hochkonzentrationsabschnitt hin zunimmt.
  13. Halbleiterbauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Säulenbereich einen oberen Kompensationsbereich aufweist, der den Hochkonzentrationsabschnitt und einen oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt umfasst, der zwischen dem Hochkonzentrationsabschnitt und dem oberen Endabschnitt ausgebildet ist, wobei in dem oberen Kompensationsbereich ein Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem Hochkonzentrationsabschnitt und dem oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt kompensiert wird.
  14. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 13, wobei der obere Kompensationsbereich so ausgebildet ist, dass die Verunreinigungskonzentration von dem Hochkonzentrationsabschnitt zu dem oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt hin abnimmt.
  15. Halbleiterbauteil mit: einem Halbleiterchip mit einer Hauptoberfläche; einem Ersten-Leitfähigkeitstyp-Drift-Bereich, der in einem Oberflächenschichtabschnitt der Hauptoberfläche ausgebildet ist; und einem Zweiten-Leitfähigkeitstyp-Säulenbereich, der in einer Säulenform ausgebildet ist, die sich in einer Dickenrichtung in dem Drift-Bereich erstreckt, wobei der Säulenbereich einen unteren Endabschnitt, einen Zwischenabschnitt und einen oberen Endabschnitt aufweist, wobei der Säulenbereich einen unteren Kompensationsbereich aufweist, der einen Niedrigkonzentrationsabschnitt umfasst, welcher zwischen dem unteren Endabschnitt und dem Zwischenabschnitt ausgebildet ist, und einen unteren Hochkonzentrationsabschnitt aufweist, welcher zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt und dem unteren Endabschnitt ausgebildet ist, wobei in dem unteren Kompensationsbereich ein Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem Niedrigkonzentrationsabschnitt und dem unteren Hochkonzentrationsabschnitt kompensiert wird; und einen oberen Kompensationsbereich aufweist, der einen Hochkonzentrationsabschnitt umfasst, der zwischen dem Zwischenabschnitt und dem oberen Endabschnitt ausgebildet ist, und einen oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt aufweist, der zwischen dem Hochkonzentrationsabschnitt und dem oberen Endabschnitt ausgebildet ist, wobei in dem oberen Kompensationsbereich ein Ladungsgleichgewicht innerhalb eines Verunreinigungskonzentrationsbereichs zwischen dem Hochkonzentrationsabschnitt und dem oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt kompensiert wird.
  16. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 15, wobei der untere Kompensationsbereich so ausgebildet ist, dass eine Verunreinigungskonzentration von dem Niedrigkonzentrationsabschnitt zu dem unteren Hochkonzentrationsabschnitt hin zunimmt.
  17. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei der obere Kompensationsbereich so ausgebildet ist, dass die Verunreinigungskonzentration von dem Hochkonzentrationsabschnitt zu dem oberen Niedrigkonzentrationsabschnitt hin abnimmt.
  18. Halbleiterbauteil gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der Hochkonzentrationsabschnitt eine höhere Konzentration als der untere Hochkonzentrationsabschnitt aufweist, und der obere Niedrigkonzentrationsabschnitt eine höhere Konzentration als der Niedrigkonzentrationsabschnitt aufweist.
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