DE19904103B4 - IGBT mit verbesserter Durchlaßspannung - Google Patents
IGBT mit verbesserter Durchlaßspannung Download PDFInfo
- Publication number
- DE19904103B4 DE19904103B4 DE1999104103 DE19904103A DE19904103B4 DE 19904103 B4 DE19904103 B4 DE 19904103B4 DE 1999104103 DE1999104103 DE 1999104103 DE 19904103 A DE19904103 A DE 19904103A DE 19904103 B4 DE19904103 B4 DE 19904103B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- conductivity type
- zone
- multilayers
- zones
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 claims description 13
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 3
- 230000036470 plasma concentration Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
- H01L29/739—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
- H01L29/7393—Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET
- H01L29/7395—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
- H01L29/0607—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
- H01L29/0611—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices
- H01L29/0615—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]
- H01L29/0619—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE] with a supplementary region doped oppositely to or in rectifying contact with the semiconductor containing or contacting region, e.g. guard rings with PN or Schottky junction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
IGBT
mit verbesserter Durchlassspannung, mit:
– einem eine erste und eine zweite Oberfläche aufweisenden Halbleiterkörper (1) des einen Leitungstyps,
– einer im Bereich der ersten Oberfläche vorgesehenen Wannenzone (3) des anderen, zum einen Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps,
– in der Wannenzone (3) vorgesehenen hochdotierten Drain- und Source-Zonen (4) des einen Leitungstyps,
– einer durch eine Isolierschicht (6) von der ersten Oberfläche beabstandeten Gate-Elektrode (7) oberhalb der Wannenzone (3) im Bereich zwischen der Source-Zone und der Drain-Zone (4),
– einer im Bereich der zweiten Oberfläche vorgesehenen E- mitter-Schicht (2) des anderen Leitungstyps und
– Mehrfachschichten (8) aus wenigstens einer Schicht (9) des einen Leitungstyps und einer Schicht (10) des anderen Leitungstyps, die in den Halbleiterkörper (1) eingebettet sind, wobei die Mehrfachschichten (8) ausschließlich zwischen benachbarten Wannenzonen (3) und zugleich angrenzend an die Wannenzonen (3) vorgesehen sind.
– einem eine erste und eine zweite Oberfläche aufweisenden Halbleiterkörper (1) des einen Leitungstyps,
– einer im Bereich der ersten Oberfläche vorgesehenen Wannenzone (3) des anderen, zum einen Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps,
– in der Wannenzone (3) vorgesehenen hochdotierten Drain- und Source-Zonen (4) des einen Leitungstyps,
– einer durch eine Isolierschicht (6) von der ersten Oberfläche beabstandeten Gate-Elektrode (7) oberhalb der Wannenzone (3) im Bereich zwischen der Source-Zone und der Drain-Zone (4),
– einer im Bereich der zweiten Oberfläche vorgesehenen E- mitter-Schicht (2) des anderen Leitungstyps und
– Mehrfachschichten (8) aus wenigstens einer Schicht (9) des einen Leitungstyps und einer Schicht (10) des anderen Leitungstyps, die in den Halbleiterkörper (1) eingebettet sind, wobei die Mehrfachschichten (8) ausschließlich zwischen benachbarten Wannenzonen (3) und zugleich angrenzend an die Wannenzonen (3) vorgesehen sind.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen IGBT mit verbesserter Durchlaßspannung, mit:
- – einem eine erste und eine zweite Oberfläche aufweisenden Halbleiterkörper des einen Leitungstyps,
- – einer im Bereich der ersten Oberfläche vorgesehenen Wannenzone des anderen, zum einen Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps,
- – in der Wannenzone vorgesehenen hochdotierten Drain- und Sourcezonen des einen Leitungstyps,
- – einer durch eine Isolierschicht von der ersten Oberfläche beabstandeten Gateelektrode oberhalb der Wannenzone im Bereich zwischen der Sourcezone und der Drainzone und
- – einer im Bereich der zweiten Oberfläche vorgesehenen Emitterschicht des anderen Leitungstyps.
- Durchlaßverluste hängen bei Bauelementen von deren Durchlaßspannung ab: die Durchlaßverluste sind um so größer, je höher die Durchlaßspannung ist. Soll also ein Bauelement, wie beispielsweise ein IGBT, niedrige Durchlaßverluste haben, so muß dafür gesorgt werden, daß dessen Durchlaßspannung reduziert ist.
- Nun wird bei einem IGBT die Durchlaßspannung durch die Ladungsträgerkonzentration am pn-Übergang auf der Seite von Source bzw. Emitter bestimmt: die Durchlaßspannung ist um so niedriger, je höher die "Plasmakonzentration" am source- bzw. emitterseitigen pn-Übergang eingestellt ist. "Plasmakonzentration" bedeutet dabei die gemeinsame Konzentration "n = p" der Elektronen und Löcher unter Lochinjektionsbedingungen, was bei einem IGBT vorliegt. Da dieser pn-Übergang aber den Kollektor des internen pnp-Transistors bildet, saugt er die von der Rückseite emittierten Löcher ab und verhindert damit die an sich gewünschte Anhebung der Plasmakonzentration direkt vor diesem pn-Übergang, so daß dort die n-Dotierung gleichzeitig mit der p-Dotierung praktisch gleich null wird. Die niedrige Konzentration mit "n = p" in der Zellennähe erhöht die Durchlaßspannung.
-
4 zeigt die Ladungsträgerverteilung bei einem herkömmlichen IGBT, wie dieser schematisch in der linken oberen Ecke des Diagrammes von4 veranschaulicht ist: mit zunehmendem Abstand von der rückseitigen p-leitenden Emitterschicht wird die Ladungsträgerverteilung (n = p) immer kleiner und verschwindet schließlich am vorderseitigen pn-Übergang (vgl. den Kurvenverlauf mit x = 0 μm). Zwischen den Zellen steigt dagegen die Konzentration der Ladungsträger (Elektronen und Löcher) nochmals leicht an (vgl. den Kurvenverlauf mit x = 20 μm). - Der Strom folgt nun bekanntlich immer den Bereichen mit der höchsten Ladungsträgerkonzentration. Er konzentriert sich also im wesentlichen auf das Gebiet zwischen den einzelnen p-leitenden Zonen an der Vorderseite des IGBT.
- Die auf diese Weise erhaltene Stromverteilung ist aus der
5 zu ersehen, in der auf der Abszisse die seitliche Ausdehnung x des IGBTs aufgetragen ist, während die Ordinate die Stromdichte I (A/cm2) für verschiedene Eindringtiefen y zeigt. Aus dieser5 ist zu ersehen, daß bei einer Eindringtiefe y = 30 μm, also weit unterhalb der vorderseitigen p-leitenden Zonen, die Stromdichte lateral im wesentlichen konstant ist. Bei einer Eindringtiefe y = 10 μm (vgl. die Strichlinie in5 ) ist dagegen eine deutliche Konzentration der Stromdichte am Rand, also außerhalb des Bereiches der eigentlichen Zelle, gegeben. Dieser Effekt wird bei einer Eindringtiefe y = 7 μm noch wesentlich deutlicher. - Zusammenfassend läßt sich somit aus den
4 und5 die Erkenntnis gewinnen, daß am Rand der vorderseitigen p-leitenden Zone bei einem IGBT ungefähr 80 % des Stromes fließen. - Um unter solchen Bedingungen einen IGBT mit möglichst geringen Durchlaßverlusten zu schaffen, muß dieser hinsichtlich der Größe der einzelnen Zellen, der Eindringtiefe der vorderseitigen p-leitenden Zonen und des Abstandes zwischen den Zellen optimiert werden. Dies setzt genaue und aufwendige Herstellungsprozesse voraus, weshalb schon Anstrengungen unternommen wurden, um eine Anhebung der Ladungsträgerkonzentration ohne eine solche Optimierung zu erreichen.
- Zu nennen ist hier die Anhebung der Ladungsträgerkonzentration durch die Anwendung des sog. Gate-Trenchprinzips mit dem Trench-IGBT, womit eine deutlich erniedrigte Durchlaßspannung und damit geringere Durchlaßverluste zu erzielen sind (vgl. hierzu beispielsweise R. Hotz et al: Proc. of 1995 Symposium on Power Semiconductors Devices & ICs, Yokohama, Seiten 224 bis 229 und insbesondere Bild 4 auf Seite 226).
- Unabhängig von solchen Bestrebungen zur Verminderung der Durchlaßspannung bei einem IGBT ist bereits ein durch Feldeffekt steuerbares Halbleiterbauelement bekannt (vgl.
DE 196 04 043 A1 , bei dem in eine Drainzone Bereiche vom jeweils des einen und anderen Leitungstyp eingebracht sind, wobei die Konzentration der eingebrachten n-Bereiche in etwa der Konzentration der eingebrachten p-Bereiche entspricht. Durch diese eingebrachten Bereiche des einen und des anderen Leitungstyps soll erreicht werden, daß das durch Feldeffekt steuerbare Halbleiterbauelement trotz einer hohen Sperrspannung einen niedrigen Durchlaßwiderstand hat. - Die Tiefe der so in die Drainzone eingebrachten Bereiche vom einen und anderen Leitungstyp, die säulenartige Gebilde darstellen, hängt von den technologischen Möglichkeiten der jeweils für deren Herstellung eingesetzten Verfahren ab (vgl. hierzu insbesondere WO-97-29518 A1.
- Die nicht vorveröffentlichte
DE 198 08 348 C1 beschreibt ein mittels Feldeffekt steuerbares Halbleiterbauelement mit in einem Halbleiterkörper angeordneten Wannenzonen und in den Wannenzonen angeordneten, komplementär zu den Wannenzonen dotierten Source-Zonen. Isoliert gegenüber dem Halbleiterkörper sind Gate-Elektroden angeordnet zur Steuerung leitender Kanäle in den Wannenzonen jeweils zwischen den Source-Zonen und einer sich an die Wannenzonen anschließenden Driftzone. In der Driftzone sind bei dem bekannten Bauelement unterhalb der Wannenzone mehrere übereinander angeordnete komplementär dotierte Halbleiterschichten vorhanden. - Die
US 5,216,275 A beschreibt ein mittels Feldeffekt steuerbares Halbleiterbauelement mit einer isoliert gegenüber einem Halbleiterkörper angeordneten Gate-Elektrode zur Steuerung eines leitenden Kanals in einer Wannenzone, in der komplementär zu der Wannenzone dotierte Source-Zonen angeordnet sind. An die Wannenzone schließt sich eine Driftzone des Bauelements an, in der komplementär zueinander dotierte Halbleiterzonen vorgesehen sind. - Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen IGBT anzugeben, der sich durch deutlich verminderte Durchlaßverluste auszeichnet und dabei einfach herstellbar ist.
- Diese Aufgabe wird durch einen IGBT mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Die Mehrfachschichten erfüllen die beiden wesentlichen Bedingungen, die im Bereich vor dem source- bzw. emitterseitigen pn-Übergang bei einem IGBT herrschen müssen, damit dieser verminderte Durchlaßverluste aufweisen kann:
- (a) Im Sperrfall des pn-Überganges muß die notwendige Raumladungszone aufgenommen werden können, d.h., die insgesamt resultierende, fest eingebaute Ladung oder Dotierung muß entsprechend niedrig sein.
- (b) Im Durchlaßfall muß aber die Ladungsträgerkonzentration hoch sein, so daß sie wenigstens ein bis zwei Größenordnungen höher als die Ladungsträgerkonzentration im Sperrfall ist.
- Diese Bedingungen werden durch die Mehrfachschicht (oder Doppelschicht mit einer p-leitenden Schicht und einer n-leitenden Schicht) ohne weiteres erfüllt. Durch diese Mehrfachschicht wird die sonst an sich bewegliche Speicherladung (n = p) vor dem pn-Übergang in eine fest eingebaute, für beide Leitungstypen gleich große Dotierung umgewandelt. Damit erfolgt dort der Stromfluß nur mehr über Majoritätsladungsträger, was ein äußerst robustes Verhalten des IGBTs ergibt.
- Die Mehrfachschichten sind zwischen zwei benachbarten Wannenzonen vorgesehen , so daß jeweils eine Mehrfachschicht eine Wannenzone von einer benachbarten Wannenzone trennt. Außerdem ist es möglich, die die Mehrfachschichten bildenden einzelnen Schichten aneinander angrenzend oder voneinander beabstandet zu gestalten. Die Mehrfachschichten können bis zu der Isolierschicht auf der Vorderseite des IGBTs reichen, wobei eine Schicht von der Wannenzone ausgeht, während die andere Schicht der Mehrfachschicht von der Isolierschicht ausgehen kann und bis in den Halbleiterkörper hineinragt. Die Mehrfachschichten können auch höher dotiert sein als der Halbleiterkörper und die Wannenschicht und so eine Dotierungskonzentration im Bereich von 1016 bis 1018 Ladungsträger cm–3 aufweisen. Schließlich ist es auch möglich, daß die Mehrfachschichten einen zur Vorderseite abnehmenden Dotierungsgradienten haben, wodurch die Einsatzspannung des IGBTs eingestellt werden kann.
- Durch die Mehrfachschichten liegt in dem IGBT eine "erzwungene" Stromführung mit einem positiven Temperaturkoeffizienten vor. Dies trägt vor allem in einem Kurzschlußfall zur Robustheit des IGBTs bei.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen IGBTs, -
2 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen IGBTs, -
3 einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen IGBTs, -
4 ein Diagramm zur Erläuterung der Ladungsträgerverteilung (n = p) in einem bestehenden IGBT und -
5 ein Diagramm zur Erläuterung der Stromverteilung in einer Halbzelle des bestehenden IGBTs. - Die
4 und5 sind bereits eingangs erläutert worden. - Es sei betont, daß in der folgenden Beschreibung von drei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die jeweiligen Leitungstypen auch umgekehrt sein können.
- Auf der Rückseite eines n–-leitenden Halbleiterkörpers
1 aus beispielsweise Silizium befindet sich eine p-leitende Emitterschicht2 , auf der ein (nicht gezeigter) Kontaktanschluß angebracht ist. Auf der gegenüberliegenden Vorderseite des Halbleiterkörpers1 sind p-leitende Wannenzonen3 vorgesehen, in die n+-leitende Sourcezonen4 eingebracht sind. Diese Sourcezonen4 sind mit einer Metallisierung5 aus beispielsweise Aluminium kontaktiert, welche auf eine Isolierschicht6 aus beispielsweise Siliziumdioxid aufgetragen ist, in die Löcher eingebracht sind, die zu den Source- bzw. Drainzonen4 führen, wodurch die Metallisierung5 die Source- bzw. Drainzonen sowie die Wannenzone3 kontaktieren kann. In der Isolierschicht6 sind noch Gateelektroden7 aus beispielsweise polykristallinem Silizium vorgesehen. - Im Ausführungsbeispiel befinden sich zwischen den einzelnen Wannenzonen
3 Mehrfachschichten8 aus jeweils einer n-leitenden Schicht9 und p-leitenden Schichten10 . - Die Schichten
9 ,10 weisen jeweils eine Dotierungskonzentration von etwa 1016 bis 1018 Ladungsträger cm–3 auf und können auch höher dotiert sein als die Wannenzone3 . Auch können diese Schichten9 ,10 einen Dotierungsgradienten haben, so daß sie an ihrer der Isolierschicht6 benachbarten Oberseite schwächer dotiert sind als an ihrer in den Halbleiterkörper1 hineinragenden Unterseite. Durch eine derartige Dotierung der Schichten9 ,10 kann die Einsatzspannung eingestellt werden. Die Breite der Schichten9 ,10 kann in der Größenordnung von einem μm bis einigen μm liegen. - Durch die Mehrfachschicht
8 wird so vor dem pn-Übergang zwischen dem Halbleiterkörper1 und der Wannenzone3 , also dem vorderseitigen pn-Übergang eine gleich große Dotierung (n = p) fest eingebaut, so daß hier der Stromfluß nur mehr über Majoritätsladungsträger erfolgt. - Die Mehrfachschichten
8 können gegebenenfalls bis zu der Rückseite in den Bereich der Zone2 reichen. Die erzwungene Stromführung über die Mehrfachschichten8 trägt auch im Kurzschlußfall zur Robustheit des Bauelementes bei. - Im Sperrfall ist bei dem erfindungsgemäßen IGBT die insgesamt resultierende fest eingebaute Ladung bzw. Dotierung niedrig (n = p), während im Durchlaßfall die Ladungsträgerkonzentration um ein bis zwei Größenordnungen höher als im Sperrfall sein kann.
-
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem Ausführungsbeispiel der1 dadurch unterscheidet, daß die Schichten9 ,10 nicht zusammenhängend sind und die Schichten10 ausgehend von der Wannenzone in Richtung auf die Zone2 verlaufen, während die Schichten9 wie im Ausführungsbeispiel von1 zwischen der Isolierschicht6 und dem Halbleiterkörper1 angeordnet sind. - In einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in
3 gezeigt ist, sind wie in dem Ausführungsbeispiel von2 die Schichten8 ,9 nicht zusammenhängend. Jedoch sind hier die Schichten8 ,9 wie im Ausführungsbeispiel von1 zwischen der Isolierschicht6 und dem Halbleiterkörper1 angeordnet. -
- 1
- Halbleiterkörper
- 2
- Emitterschicht
- 3
- Wannenzone
- 4
- Drain- bzw. Sourcezone
- 5
- Metallisierung
- 6
- Isolierschicht
- 7
- Gateelektrode
- 8
- Mehrfachschicht
- 9
- n-leitende Schicht
- 10
- p-leitende Schicht
Claims (10)
- IGBT mit verbesserter Durchlassspannung, mit: – einem eine erste und eine zweite Oberfläche aufweisenden Halbleiterkörper (
1 ) des einen Leitungstyps, – einer im Bereich der ersten Oberfläche vorgesehenen Wannenzone (3 ) des anderen, zum einen Leitungstyp entgegengesetzten Leitungstyps, – in der Wannenzone (3 ) vorgesehenen hochdotierten Drain- und Source-Zonen (4 ) des einen Leitungstyps, – einer durch eine Isolierschicht (6 ) von der ersten Oberfläche beabstandeten Gate-Elektrode (7 ) oberhalb der Wannenzone (3 ) im Bereich zwischen der Source-Zone und der Drain-Zone (4 ), – einer im Bereich der zweiten Oberfläche vorgesehenen E- mitter-Schicht (2 ) des anderen Leitungstyps und – Mehrfachschichten (8 ) aus wenigstens einer Schicht (9 ) des einen Leitungstyps und einer Schicht (10 ) des anderen Leitungstyps, die in den Halbleiterkörper (1 ) eingebettet sind, wobei die Mehrfachschichten (8 ) ausschließlich zwischen benachbarten Wannenzonen (3 ) und zugleich angrenzend an die Wannenzonen (3 ) vorgesehen sind. - IBGT nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Mehrfachschichten (
8 ) bildenden Schichten (9 ,10 ) aneinander angrenzend sind. - IBGT nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Mehrfachschichten (
8 ) bildenden Schichten (9 ,10 ) voneinander beabstandet sind. - IBGT nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfachschichten (
8 ) bis zu der Isolierschicht (6 ) reichen. - IBGT nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (
10 ) des anderen Leitungstyps der Mehrfachschichten (8 ) von der Wannenzone (3 ) ausgehend und die Schicht (9 ) des einen Leitungstyps von der Isolierschicht (6 ) ausgehend in den Halbleiterkörper (1 ) hineinragen. - IBGT nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfachschichten (
8 ) höher dotiert sind als der Halbleiterkörper (1 ) und die Wannenschicht (3 ). - IBGT nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfachschichten (
8 ) bis zu dem Bereich der Emitterschicht (2 ) reichen. - IBGT nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfachschichten mit einer Dotierungskonzentration von 1016 bis 1018 Ladungsträger cm–3 versehen sind.
- IBGT nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfachschichten einen zur Isolierschicht (
6 ) hin abnehmenden Dotierungsgradienten haben. - IBGT nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Mehrfachschichten einen μm bis einige μm beträgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999104103 DE19904103B4 (de) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | IGBT mit verbesserter Durchlaßspannung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999104103 DE19904103B4 (de) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | IGBT mit verbesserter Durchlaßspannung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19904103A1 DE19904103A1 (de) | 2000-08-10 |
DE19904103B4 true DE19904103B4 (de) | 2005-04-14 |
Family
ID=7896150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999104103 Expired - Fee Related DE19904103B4 (de) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | IGBT mit verbesserter Durchlaßspannung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19904103B4 (de) |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3131727A1 (de) * | 1980-08-18 | 1982-03-11 | International Rectifier Corp., Los Angeles, Calif. | "mos-feldeffekttransistor und verfahren zu seiner hestellung" |
US4963951A (en) * | 1985-11-29 | 1990-10-16 | General Electric Company | Lateral insulated gate bipolar transistors with improved latch-up immunity |
US5216275A (en) * | 1991-03-19 | 1993-06-01 | University Of Electronic Science And Technology Of China | Semiconductor power devices with alternating conductivity type high-voltage breakdown regions |
EP0563952A1 (de) * | 1992-04-03 | 1993-10-06 | Hitachi, Ltd. | Halbleiterbauteil mit erhöhter Lochinjektion |
DE3942490C2 (de) * | 1989-12-22 | 1994-03-24 | Daimler Benz Ag | Feldeffekt-gesteuertes Halbleiterbauelement |
DE4309764A1 (de) * | 1993-03-25 | 1994-09-29 | Siemens Ag | Leistungs-MOSFET |
DE19640561A1 (de) * | 1995-10-10 | 1997-04-17 | Samsung Electronics Co Ltd | Darin beabstandete epitaktische Sperrschichtfeldeffekttransistorbereiche ausweisende Isolierschichthalbleitervorrichtngen und ihre Herstellungsverfahren |
US5644148A (en) * | 1992-09-15 | 1997-07-01 | International Rectifier Corporation | Power transistor device having ultra deep increased concentration region |
DE19604043A1 (de) * | 1996-02-05 | 1997-08-07 | Siemens Ag | Durch Feldeffekt steuerbares Halbleiterbauelement |
WO1997029518A1 (de) * | 1996-02-05 | 1997-08-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Durch feldeffekt steuerbares halbleiterbauelement |
EP0865085A1 (de) * | 1997-03-11 | 1998-09-16 | STMicroelectronics S.r.l. | Bipolar Transistor mit isolierter Steuerelektrode mit hoher dynamischer Robustheit |
DE19808348C1 (de) * | 1998-02-27 | 1999-06-24 | Siemens Ag | Durch Feldeffekt steuerbares Halbleiterbauelement |
-
1999
- 1999-02-02 DE DE1999104103 patent/DE19904103B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3131727A1 (de) * | 1980-08-18 | 1982-03-11 | International Rectifier Corp., Los Angeles, Calif. | "mos-feldeffekttransistor und verfahren zu seiner hestellung" |
US4963951A (en) * | 1985-11-29 | 1990-10-16 | General Electric Company | Lateral insulated gate bipolar transistors with improved latch-up immunity |
DE3942490C2 (de) * | 1989-12-22 | 1994-03-24 | Daimler Benz Ag | Feldeffekt-gesteuertes Halbleiterbauelement |
US5216275A (en) * | 1991-03-19 | 1993-06-01 | University Of Electronic Science And Technology Of China | Semiconductor power devices with alternating conductivity type high-voltage breakdown regions |
EP0563952A1 (de) * | 1992-04-03 | 1993-10-06 | Hitachi, Ltd. | Halbleiterbauteil mit erhöhter Lochinjektion |
US5644148A (en) * | 1992-09-15 | 1997-07-01 | International Rectifier Corporation | Power transistor device having ultra deep increased concentration region |
DE4309764A1 (de) * | 1993-03-25 | 1994-09-29 | Siemens Ag | Leistungs-MOSFET |
DE19640561A1 (de) * | 1995-10-10 | 1997-04-17 | Samsung Electronics Co Ltd | Darin beabstandete epitaktische Sperrschichtfeldeffekttransistorbereiche ausweisende Isolierschichthalbleitervorrichtngen und ihre Herstellungsverfahren |
DE19604043A1 (de) * | 1996-02-05 | 1997-08-07 | Siemens Ag | Durch Feldeffekt steuerbares Halbleiterbauelement |
WO1997029518A1 (de) * | 1996-02-05 | 1997-08-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Durch feldeffekt steuerbares halbleiterbauelement |
EP0865085A1 (de) * | 1997-03-11 | 1998-09-16 | STMicroelectronics S.r.l. | Bipolar Transistor mit isolierter Steuerelektrode mit hoher dynamischer Robustheit |
DE19808348C1 (de) * | 1998-02-27 | 1999-06-24 | Siemens Ag | Durch Feldeffekt steuerbares Halbleiterbauelement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19904103A1 (de) | 2000-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102015221061B4 (de) | Halbleitervorrichtung | |
DE102013205153B4 (de) | Halbleiteranordnung mit einem leistungstransistor und einem hochspannungsbauelement, die in einem gemeinsamen halbleiterkörper integriert sind | |
DE19539541B4 (de) | Lateraler Trench-MISFET und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE102012204420B4 (de) | Halbleitervorrichtung | |
DE69034136T2 (de) | Bipolarer transistor mit isolierter steuerelektrode | |
EP1051756B1 (de) | Mos-feldeffekttransistor mit hilfselektrode | |
DE102008064779B3 (de) | Halbleitervorrichtung | |
DE19848828C2 (de) | Halbleiterbauelement mit kleiner Durchlaßspannung und hoher Sperrfähigkeit | |
DE102007030755B3 (de) | Halbleiterbauelement mit einem einen Graben aufweisenden Randabschluss und Verfahren zur Herstellung eines Randabschlusses | |
DE10303335A1 (de) | Halbleiterbauteil | |
DE10214151A1 (de) | Halbleiterbauelement mit erhöhter Durchbruchspannung im Randbereich | |
DE3537004A1 (de) | Vdmos-baustein | |
DE102014111279B4 (de) | Halbleiterchip mit integrierten Serienwiderständen und Verfahren zur Herstellung desselben | |
DE112013004146T5 (de) | Halbleitervorrichtung | |
DE102012224291A1 (de) | Halbleitervorrichtung mit lateralem bipolarem Transistor und isoliertem Gate | |
DE102008032796A1 (de) | Halbleitervorrichtung mit P-N-Säulenabschnitt | |
DE10309400B4 (de) | Halbleiterbauelement mit erhöhter Spannungsfestigkeit und/oder verringertem Einschaltwiderstand | |
DE102020116653B4 (de) | Siliziumcarbid-halbleiterbauelement | |
DE102007055290B4 (de) | Halbleitervorrichtung | |
DE102020128891B4 (de) | Halbleitervorrichtung | |
DE112015002120B4 (de) | Halbleitervorrichtung und Halbleitervorrichtungsherstellungsverfahren | |
DE102004047772B4 (de) | Lateraler Halbleitertransistor | |
DE102005035153A1 (de) | Halbleiterbauelement mit hoher Durchbruchsspannung und niedrigem Durchlasswiderstand | |
DE102013215378A1 (de) | Lateraler Hochspannungstransistor und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE10243743B4 (de) | Quasivertikales Halbleiterbauelement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: INFINEON TECHNOLOGIES AG, 81669 MUENCHEN, DE |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |