DE19918198B4 - Struktur eines P-Kanal-Graben-MOSFETs - Google Patents

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Abstract

Leistungs-MOSFET, aufweisend einen verringerten Ein-Widerstand, mit einem Leitungssubstrat eines P-Typs, mit einer auf dem Substrat vom P-Typ aufgebrachten und eine in ihrem gesamten Volumen einheitliche Dotierung aufweisenden, epitaxial aufgebrachten Schicht eines N-Typs, mit einer Vielzahl von vertikale Wandungen aufweisenden beabstandeten Gräben, wobei sich die vertikalen Wandungen durch die epitaxiale Schicht in das Leitungssubstrat erstrecken, mit einem auf den vertikalen Wandungen befindlichen dünnen Gate-Oxid sowie mit zur Festlegung eines Polysilizium-Gates in die Gräben eingebrachten leitenden P-Typ-Polysilizium, mit einem an den Wandungen von jedem der Gräben anliegenden und in die epitaxiale Schicht von oben her eindiffundierten Source-Bereich der P-Typ-Dotierung, mit einem mit zumindest den Source-Bereichen verbundenen Source-Kontakt und mit einem mit dem Substrat verbundenen Drain-Kontakt, wobei die Dotierung der Schicht des N-Typs eine Blockierung der Spannung in dieser Schicht ermöglicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft MOS-Gate-gesteuerte Leistungsbauelemente, insbesondere einen neuartigen Niederspannungs-P-Kanal-MOSFET mit verringertem Schaltverlust.
  • MOS-Gate-gesteuerte Leistungsbauelemente sind bekannt. Zu ihnen zählen Bauelemente wie Leistungs-MOSFETS, IGBTs, Gate-gesteuerte Thyristoren und dergleichen. In Niederspannungsanwendungen derartiger Bauelemente, insbesondere in Verbindung mit batteriebetriebenen tragbaren elektronischen Geräten wie Personalcomputern, Handys und dergleichen – häufig als drahtlose Systeme bezeichnet – ist ein sorgfältiger Umgang mit der Energie für die Verlängerung der Batterielebensdauer und für die Nutzung zwischen Ladevorgängen wesentlich.
  • Anwendungen, die die Energieversorgung in drahtlosen Systemen steuern, zerfallen im allgemeinen in zwei Kategorien. Zur einen Kategorie zählt das Laden der Batterie über eine externe Gleichstromquelle. Es ist wichtig, -abhängig von den Besonderheiten der jeweiligen Batteriebauart- sowohl den Ladestrom wie auch die Ladespannung richtig zu steuern. Diese Steuerung geschieht durch die Modulierung (modulating) der Impulsdauer (duty cycle) eines Transistors, der auf bekannte Art zwischen die Energiequelle und die Batterie geschaltet wird. Die zweite Kategorie aktiviert einen Teil des Systems bei Bedarf. In diesem Fall wird der Transistor zwi schen die Batterie und die zu aktivierende Last, wie beispielsweise einen RF-Leistungsverstärker, geschaltet. In einigen Systemen erfordern verschiedene Energieversorgungsspannungen zudem eine Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlung. Dies kann mit Hilfe von bekannten Low-Dropout-Linearregulatoren (low dropout linear regulator) oder Buck-and-Boost-Schaltregulatoren (buck and boost switching regulator) geschehen.
  • Sowohl N-Kanal- wie auch P-Kanal-MOS-Leistungstransistoren wie der Transistor in den obigen Anwendungen stehen zur Verfügung. P-Kanal-Bauelemente sind in diesen Schaltungen im allgemeinen einfacher einzusetzen. Wenn also der P-Kanal-MOSFET in den Energieübertragungsweg (power bus) geschaltet wird, kann er mittels eines logischen Inputs, der zwischen der Energieleitung (power rail) und der Masse hin- und herschaltet, gesteuert werden. Dies ermöglicht eine einzige ununterbrochene Masse für das ganze System. N-Kanal-Bauelemente im Energieübertragungsweg erfordern ein Gate-Signal, daß auf eine Spannung gehoben wird, die höher als diejenige des Übertragungsweges (bus) ist, was zusätzliche Schaltkreise notwendig macht.
  • Bislang ging die Einfachheit eines P-Kanal-Bauelements auf Kosten erhöhter Verluste. Dies rührt daher, daß P-Kanal-Bauelemente auf Löcherleitung beruhen, und Löcher in Silizium eine niedrigere Ladungsträgerbeweglichkeit als Elektronen aufweisen. Der Ein-Widerstand (on resistance) des aktiven Transistors ist zur Ladungsträgerbeweglichkeit proportional, und dessen Verluste sind zum Ein-Widerstand RDSON proportional.
  • Zur Überwindung dieser Beschränkung sollten innerhalb des Transistors die Länge des Widerstandsweges minimiert und die Breite maximiert werden. Die Anzahl von Löchern im Weg ist ebenfalls zu maximieren. Eine Art, dies zu erreichen, ist es, den maximalen Spannungsnennwert soweit wie möglich abzusenken, was den Einsatz von Silizium mit geringerem spezifischem Widerstand und höherem Dotierungsgrad ermöglicht.
  • Da die meisten Batterien bei nur wenigen Volt betrieben werden, ist ein Nennwert von 12V im allgemeinen für einen Transistor in einer drahtlosen Anwendung durchaus ausreichend. Früher verfügbare Bauelemente weisen einen Nennwert von 20V und einen ziemlich niedrigen RDSON-Wert bei einer Gate-to-Source-Spannung von 2,5V auf. Diese Bauteile gibt es in verschiedenen Chip-Größen (die sizes) und Gehäusetypen, von Micro 3 (SOT23) bis SO8. Die in der folgenden Tabelle angegebenen Werte gelten für einzelne Transistoren in einem Gehäuse, wiewohl die Gehäuse Micro 8 und SO8 auch Ausführungen mit zweien besitzen. Der beim Einsatz dieser Bauelemente auftretende Leistungsverlust kann bis zu 9% betragen, was sich direkt in einer verringerten Brauchbarkeit niederschlägt.
    Laststrom Teilenummer Gehäusetyp RDSON bei 2,5V Vdrop oder Pdiss (in % von 5V Versorgungsspannung)
    500 mA IRLML6302 Micro 3TM 0,9 O 9%
    1 A IRLMS6702 Micro 6TM 0,4 O 8%
    2 A IRF7604 Micro 8TM 0,13 O 5%
    4 A IRF7416 SO-8 0,035 O 3%
  • Es ist bekannt, einen Niederspannungs-Leistungs-MOSFET in Grabentypbauweise herzustellen, um ein verringertes RDSON, eine verringerte Gate-to-Drain-Kapazität und eine verringerte Gate-Ladung Qg zu erhalten. Schaltverluste sind zum Produkt von RDSON und Qg des Bauelements proportional, so daß es wünschenswert erscheint, in derartigen Bauelementen auch RDSON zu verringern. Der vorliegende P-Kanal-Leistungs-MOSFET vom Grabentyp nutzt ein Substrat vom P-Typ mit einer darauf befindlichen epitaxialen Schicht vom P-Typ. Die Kanalbereiche des Bauelements werden durch tiefe, von der Oberfläche der epitaxialen Schicht her erfolgende Eindiffundierungen vom N-Typ, gefolgt von Source-Eindiffundierungen vom P-Typ gebildet. Die Spannung wird dann meist in der epitaxialen Schicht vom P-Typ blockiert, was zu einem relativ großen Vorwiderstand (resistive drop) und zu erhöhten Verlusten in einem drahtlosen System führt. Diese Verluste wiederum verringern die Batterielebensdauer zwischen Ladevorgängen.
  • Die Druckschrift WO 96/30947 offenbart einen Leistungs-MOSFET mit, in Kombination, einem Leitungssubstrat eines P-Typs, mit einer auf dem Substrat aufgebrachten und eine im wesentlichen konstante Dotierung aufweisenden, epitaxial aufgebrachten Schicht eines N-Typs, mit einer Vielzahl von vertikale Wandungen aufweisenden beabstandeten Gräben, wobei sich die vertikalen Wandungen durch die epitaxiale Schicht erstrecken, mit einem auf den vertikalen Wandungen befindlichen dünnen Gate-Oxid sowie mit zur Festlegung eines Polysilizium-Gates in die Gräben eingebrachtem leitendem Polysilizium, mit einem an den Wandungen von jedem der Gräben anliegenden und in die epitaxiale Schicht von oben her eindiffundierten Source-Bereich der P-Typ-Dotierung, mit einem mit zumindest den Source-Bereichen verbundenen Source-Kontakt, mit einem mit dem Substrat verbundenen Drain-Kontakt und mit einer Basiszone, die vom gleichen Dotierungstyp ist, wie das Gate.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Das erfindungsgemäße Leistungs-MOSFET besitzt einen verringerten Ein-Widerstand und ist als Leistungs-MOSFET mit einem Leitungssubstrat eines P-Typs, mit einer auf dem Substrat vom P-Typ aufgebrachten und eine in ihrem gesamten Volumen einheitliche Dotierung aufweisenden, epitaxial aufgebrachten Schicht eines N-Typ, mit einer Vielzahl von vertikale Wandungen aufweisenden beabstandeten Gräben, wobei sich die vertikalen Wandungen durch die epitaxiale Schicht in das Leitungssubstrat erstrecken, mit einem auf den vertikalen Wandungen befindlichen dünnen Gate-Oxid sowie mit zur Festlegung eines Polysilizium-Gates in die Gräben eingebrachten leitenden P-Typ-Polysilizium, mit einem an den Wandungen von jedem der Gräben anliegenden und in die epitaxiale Schicht von oben her eindiffundierten Source-Bereich der P-Typ-Dotierung, mit einem mit zumindest den Source-Bereichen verbundenen Source-Kontakt und mit einem mit dem Substrat verbundenen Drain-Kontakt ausgebildet, wobei die Dotierung der Schicht des N-Typs eine Blockierung der Spannung in dieser Schicht ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird in einem MOS-Gate-gesteuerten P-Kanal-Bauelement vom Grabentyp die aus dem Stand der Technik bekannte epitaxiale Substratschicht vom P-Typ beseitigt und der eindiffundierte Kanal durch einen epitaxial aufgewachsenen Kanalbereich vom N-Typ ersetzt. Der Kanalbereich weist nunmehr eine einheitliche Dotierung auf, und die vergleichsweise niedrigere Dotierung des Kanalbereichs ermöglicht eine Blockierung der Spannung im Kanalbereich und verringert die Schwellenspannung VT beim Einschalten. Durch die neuartige Struktur wird somit ein Hauptbestandteil des Ein-Widerstandes entfernt und das Bauelement kann bei einer Gate-to-Source-Spannung von 2,5V vollständig eingeschaltet werden.
  • Wird der neuartige Chip (die) der Erfindung in den gleichen Gehäusen, wie in der obigen Tabelle dargestellt, untergebracht, so werden RDSON und der Leistungsverlust – wie in der folgenden Tabelle gezeigt – bis um das Vierfache verringert:
    Laststrom Teilenummer Gehäusetyp RDSON bei 2,5V Vdrop oder Pdiss (in % von 5V Versorgungsspannung)
    500 mA Micro 3TM 0,18 O 1,8%
    1 A Micro 6TM 0,075 O 1,5%
    2 A Micro 8TM 0,025 O 1%
    4 A SO-8 0,010 O 0,8%
  • Die gesamten Schaltungsverluste werden somit – wie oben gezeigt – sogar im 2,5V-Zustand der entladenen Batterie auf weniger als 2% verringert.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 ist eine Schnittansicht des Schemas der übergangszonen (junctions) einer einzelnen Zelle eines P-Kanal-MOSFETs vom Grabentyp gemäß Stand der Technik.
  • 2 ist ein 1 entsprechender Schnitt, zeigt jedoch das Schema der übergangszonen und die Struktur der vorliegenden Erfindung.
  • 3 zeigt ein Schaltungsdiagramm zweier MOSFETs – entsprechend jenen von 1 oder 2 – die verbunden sind, um ein bidirektional leitendes Bauelement zu bilden.
  • 4 ist ein Schnitt ähnlich jenem von 2, zeigt jedoch ein modifiziertes Schema der übergangszonen, durch das ein bidirektionaler MOSFET gebildet wird.
  • 5 ist ein Schaltungsdiagramm des bidirektionalen FETs von 4.
  • 6 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt des Siliziumsubstrats, das bei der Herstellung des Bauelements von 2 zum Einsatz kommt.
  • Die 7, 8, 9 und 10 zeigen das Aussehen des entlang der Schnittlinie 7-7 in 6 genommenen Schnittes durch das Silizium von 6 nach Ausführung verschiedener Verfahrensschritte.
  • EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • In 1 ist eine „Zelle" eines P-Kanal-MOSFETs vom Grabentyp gemäß Stand der Technik gezeigt. Die einzelne dargestellte Zelle wiederholt sich auf der Oberfläche des Chips beliebig oft.
  • Das Bauelement weist ein P+-dotiertes Substrat 20 auf, auf dem sich eine epitaxial aufgebrachte, leicht dotierte P--Schicht 21 befindet. Ein eindiffundierter N+-Kanal 22 ist von oben her in die Oberfläche der P--Schicht 21 eindiffundiert und ist daher eine abgesetzte (graded) Eindiffundierung. Gräben, wie beispielsweise die beabstandeten Gräben 23 und 24 werden in die Oberfläche des Wafers oder Chips, wie gezeigt, geätzt und erstrecken sich bis unterhalb der Unterseite des eindiffundierten Kanals 22. Diese Gräben werden mit einer Gate-Isolationsschicht, wie beispielsweise einem Oxid – gezeigt als Gate-Oxidschichten 25 und 26 in den Gräben 23 bzw. 24 –, bedeckt und mit leitenden Polysilizium-Gates 28 bzw. 29 gefüllt, wobei die leitenden Polysilizium-Gates miteinander (nicht gezeigt) und mit einer gemeinsamen Gate-Elektrode verbunden sind. P+-Source-Eindiffundierungen 30, 31, 32 und 33 sind an der Oberseite der Gräben 23 bzw. 24 ausgebildet. Man beachte, daß die Gräben 23 und 24 als ausgedehnte Streifenstrukturen ausgebildet sein können und daß die Source-Bereiche 30 bis 33 ebenfalls ausgedehnte Streifen sein können. Die Gräben 23 und 24 können in ihrer Topologie jedoch auch polygonal sein, wobei in diesem Fall die P+-Sources die jeweiligen Gräben umgeben. Die Gräben können auch die polygonalen P+-Sources umgeben. Oxid-Isolationsabschnitte 35 und 36 liegen über den Polysiliziumstreifen 28 und 29 und isolieren die Polysiliziumstreifen von einem darüberliegenden Aluminium-Source-Kontakt 40. Der Source-Kontakt 40 berührt die Source-Bereiche 30, 31, 32 und 33 sowie die Kanaleindiffundierung 22 in der üblichen Art. Ein Drain-Kontakt 41 wird mit der Unterseite des Chips verbunden, um das Vertikalleitungs-Graben-Bauelement zu vervollständigen.
  • Im Betrieb muß eine ausreichend hohe Gate-Spannung an den Polysilizium-Gates 28 und 29 angelegt werden, um die abgesetzte Kanaleindiffundierung 22 entlang ihrer gesamten Länge von den Sources 30 bis 33 bis zu der P--Epischicht 21 zu invertieren. Daher bedarf es einer vergleichsweise hohen Gate-Spannung, um die Inversion von Abschnitten der Kanaleindiffundierungen, die eine höhere Dotierung aufweisen, sicherzustellen. Überdies sehen – ist das Bauelement erst einmal eingeschaltet – zwischen der Drain 41 und der Source 40 fließende Ladungsträger den vergleichsweise hohen Widerstand Repi der Schicht 21, was mit einem erhöhten RDSON für die Bauelemente einhergeht.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine neuartige Struktur bereit, die in einem MOS-Gate-gesteuerten P-Kanal-Bauelement vom Grabentyp eine niedrigere Gate-Spannung zuläßt und die ein niedrigeres RDSON aufweist. Dieses Bauelement wird in 2 gezeigt, wobei Bestandteile, die jenen von 1 ähnlich sind, gleiche Bezugszeichen tragen.
  • Man stellt zunächst fest, daß der in 2 gezeigte Source-Kontakt mit den P+-Source-Streifen 30, 31, 32 und 33 auf die Art, die in dem U.S. Patent 5,795,793 gezeigt wird, realisiert ist. Es wird also beispielsweise eine Kerbe 50 durch die P+-Source-Streifen geätzt, damit die Source-Elektrode 40 die P+-Source-Streifen 31 bis 33 und die darunterliegenden Kanalbereiche vom N-Typ berühren kann. An der Unterseite der Steuerkerbe kann zudem eine N+ +-Diffusion 51 liegen, um den Kontakt zwischen der Aluminium-Source 40 und dem Silizium 60 zu verbessern.
  • Erfindungsgemäß werden die abgesetzte Kanaleindiffundierung 22 und die P--Epischicht 21 von 1 durch eine direkt auf das P+-Substrat 20 epitaxial aufgewachsene N+-Schicht 60 ersetzt. Die N+-Schicht 60 weist entlang ihrer gesamten Tiefe eine konstante Dotierung (einen vertikalen Null-Gradienten) sowie die verschiedenen Grabenstrukturen 23 und 24 auf. Die Dotierung ist derart gewählt, daß eine niedrige Schwellenspannung VT erzielt wird. P+-Sources 30 bis 33 werden in die Oberseite der N+-Epischicht 60 eindiffundiert.
  • Die neue Struktur ergibt eine verringerte Schwellenspannung, so daß etwa 2,5V ausreichen, um das Bauelement vollständig einzuschalten, da die Dotie rung entlang der gesamten Länge der an den Grabenseitenwandungen anliegenden Inversionsschicht einheitlich niedrig ist. Überdies wird der Ein-Widerstand des Bauelementes verringert, da die Widerstandskomponente Repi in 1 aus dem Bauelement von 2 entfernt ist.
  • Das Bauelement von 1 oder 2 kann auch als bidirektionaler MOSFET ausgebildet sein, wie dies in 4 für das Bauelement von 2 gezeigt ist. Das Bauelement von 4 ist also identisch mit jenem von 2, nur daß der Source-Kontakt 40 nur die P+-Source-Bereiche 30 bis 33 und nicht den Kanalbereich 60 berührt.
  • Die Struktur von 4 stellt einen einzelnen bidirektionalen MOSFET zur Verfügung, wobei der MOSFET weniger Siliziumfläche und geringeren Ein-Widerstand aufweist, als dies bei zwei zur Realisierung einer bidirektional gesteuerten Schaltung in Reihe geschalteten MOSFETs, wie beispielsweise jene der 1 und 2, der Fall ist. Bislang mußten zwei Vertikalleitungs-MOSFETs 70 und 71 zwischen Polen 72 und 73 und mit einem gemeinsamen Gate-Pol 74 verbunden werden, um eine bidirektionale Steuerung einer Schaltung an den Polen 72 und 73 – wie dies in 3 gezeigt ist – zu ermöglichen. Im Gegensatz hierzu – wie in 5 gezeigt – stellt Bauelement 80, das das Bauelement von 4 ist, eine bidirektionale Steuerung zwischen den Polen 72 und 73 zur Verfügung. Das Bauelement und die Schaltung der 4 und 5 weisen ein halb so großes RDSON wie die Schaltung von 3 und eine halb so große Siliziumfläche auf.
  • Die 6 bis 10 beschreiben ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Bauelements von 2. Ähnliche Bezugszeichen der 1 und 2 beschreiben ähnliche Elemente in den 6 bis 10.
  • Der Ausgangswafer für das Verfahren zur Herstellung eines 12V-P-Kanal-Bauelements ist ein bordotiertes P+-Substrat 20 mit einem spezifischen Widerstand von weniger als 0,005 Ohmzentimetern und einer Dicke von 375 Mikrometern. Mit einem spezifischen Widerstand von 0,17 Ohmzentimetern und einer Dicke von 2,5 Mikrometern wird eine epitaxiale N+-Schicht 60 auf das Substrat 20 aufgewachsen und phosphordotiert.
  • Der erste Hauptschritt, der in den 6 und 7 gezeigt ist, sind das Ausbilden einer Grabenmaske (trench mask) auf der epitaxialen Schicht 60, und das Ätzen der Gräben 23, 24 und so weiter bis zu einer Tiefe von etwa 120 nm. Die Grabenseitenwandungen werden dann für die Gate-Oxidation vorbereitet und eine anfängliche Hilfsoxidation (sacrificial oxidation) wird ausgeführt, wodurch sich das in 7 gezeigte Bauelement ergibt.
  • Anschließend werden, wie in 8 gezeigt, GateOxidschichten 25 und 26 an den Innenseiten der Grabenwandungen (und über der oberen Siliziumfläche) aufgewachsen. Das Gate-Oxid wird 30 Minuten lang bei 950°C 02/TCA aufgewachsen.
  • Als nächstes wird, was ebenfalls in 8 gezeigt ist, Polysilizium über der oberen Fläche des Wafers in den Gräben als Polysilizium-Gates 28 und 29 aufgewachsen. Das Polysilizium wird bis zu einer Dicke von etwa 750 nm aufgewachsen. Nachdem das Polysilizium aufgewachsen ist, wird es durch eine Borimplantierung mit einer Dosis von 1E14 und eine Energie von 80 Kiloelektronenvolt leitend gemacht. Dieser Implantierung folgt ein 60 Minuten dauernder Glüh- und Einbringungsschritt (anneal and drive step) bei 1500°C in Stickstoff. Danach wird eine Maske eingesetzt, um das Polysilizium von der Oberseite der aktiven Bauelementoberfläche wegzuätzen (die Termination (termination) wird nicht beschrieben und geschieht auf herkömmliche Art), was den Wafer gemäß 8 ergibt.
  • Danach folgt ein 40 Minuten dauernder Polyoxidationsschritt bei 975°C und 02/TCA, um Oxid auf dem Poly in jedem Graben aufzuwachsen. Der Source-Implantierungsschritt wird dann ausgeführt, um die in 9 gezeigten P+-Implantierungen auszubilden, die dann die P+-Source-Bereiche 30 bis 33 von 2 werden. Die Source-Implantierung in 9 ist eine Borimplantierung bei einer Dosis von 2E15 und einer Energie von 50 Kiloelektronenvolt. An schließend, wie in 9 gezeigt, wird eine TEOS-Isolationsschicht 35, 36 bis zu einer Dicke von 7500 Ångström auf den Wafer aufgebracht.
  • Als nächstes und wie in 10 gezeigt wird eine Einbringung der Source durchgeführt, um die P+-Source-Bereiche in das Silizium einzubringen, wobei die Einbringung 30 Minuten lang bei 850°C in Stickstoff erfolgt.
  • Die abschließenden Schritte, denen der Wafer von 10 unterzogen wird, ergeben die in 2 gezeigte Struktur und beinhalten einen Kontaktmaskenschritt (contact mask step) zur Öffnung von Kontaktfenstern, gefolgt von der Bildung der N++-Schicht 51, um den Kontakt zwischen dem Silizium und dem Aluminium-Source-Metall zu verbessern. Der Bereich 51 kann durch eine Phosphorimplantierung mit einer Dosis von 1E15 und einer Energie von 50 Kiloelektronenvolt ausgebildet werden. Nachdem auf geeignete Art die Aufbringung von Metall vorbereitet wurde, wird das Aluminiumoberseitenmetall 40 durch Sputtern bis zu einer Dicke von 8 Mikrometern aufgebracht.
  • Danach wird die Dicke des Wafers 20 durch Abschleifen oder dergleichen auf 210 Mikrometer verringert und das Unterseitenmetall oder Drain 41 wird auf geeignete Art aufgebracht, wodurch das Bauelement wie in 2 gezeigt gebildet wird.
  • Obiges Verfahren wurde mit einer Grabenbreite von 0,6 Mikrometern und einer Erhebungs- bzw. Mesabreite von 1,8 Mikrometern durchgeführt. Andere Abmessungen können gewählt werden. Überdies kam eine Quadratzelle zum Einsatz, obwohl auch ein Streifen verwendet werden kann. Nach Fertigstellung des Wafers, werden Chips mit Abmessungen von 75 Milli-Inch × 90 Milli-Inch mit 88% aktiver Fläche gebildet. Größere Chipgrößen von 102 Milli-Inch (2,591 Millimeter) × 157 Milli-Inch (3,988 Millimeter) mit 92% aktiver Fläche wurden auch eingesetzt.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von speziellen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, sind für den Fachmann viele andere Variationen, Modifikationen und Verwendungen naheliegend. Es wird daher darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht durch die spezifische Offenbarung, sondern nur durch die nachfolgenden Ansprüche beschränkt ist.

Claims (5)

  1. Leistungs-MOSFET, aufweisend einen verringerten Ein-Widerstand, mit einem Leitungssubstrat eines P-Typs, mit einer auf dem Substrat vom P-Typ aufgebrachten und eine in ihrem gesamten Volumen einheitliche Dotierung aufweisenden, epitaxial aufgebrachten Schicht eines N-Typs, mit einer Vielzahl von vertikale Wandungen aufweisenden beabstandeten Gräben, wobei sich die vertikalen Wandungen durch die epitaxiale Schicht in das Leitungssubstrat erstrecken, mit einem auf den vertikalen Wandungen befindlichen dünnen Gate-Oxid sowie mit zur Festlegung eines Polysilizium-Gates in die Gräben eingebrachten leitenden P-Typ-Polysilizium, mit einem an den Wandungen von jedem der Gräben anliegenden und in die epitaxiale Schicht von oben her eindiffundierten Source-Bereich der P-Typ-Dotierung, mit einem mit zumindest den Source-Bereichen verbundenen Source-Kontakt und mit einem mit dem Substrat verbundenen Drain-Kontakt, wobei die Dotierung der Schicht des N-Typs eine Blockierung der Spannung in dieser Schicht ermöglicht.
  2. MOSFET nach Anspruch 1, wobei der Source-Kontakt mit der epitaxial aufgebrachten Schicht verbunden ist.
  3. MOSFET nach Anspruch 2, wobei der epitaxiale Bereich einen spezifischen Widerstand von etwa 0,17 Ohmzentimetern und eine Dicke von etwa 2,5 Mikrometern aufweist.
  4. MOSFET nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat ein P+-Substrat mit einem spezifischen Widerstand von weniger als etwa 0,005 Ohmzentimetern ist.
  5. MOSFET nach Anspruch 1, wobei der MOSFET bidirektional ausgebildet ist.
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