DE3240162A1

DE3240162A1 - Selbstjustierter leistungs-mosfet mit integralem source-basis-kurzschluss und verfahren zum herstellen derselben

Info

Publication number: DE3240162A1
Application number: DE19823240162
Authority: DE
Inventors: Robert Paul 12304 Schenectady N.Y. Love
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1982-01-04
Filing date: 1982-10-29
Publication date: 1983-07-14
Anticipated expiration: 2002-10-30
Also published as: JPH05251709A; CA1197023A; JPS58138076A; JPH0532911B2; DE3240162C2

Description

Selbstjustierter Leistungs-MOSFET mit integralem Source-
Basis-Kurz schluß und Verfahren zum Herstellen derselben Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Leistungs-Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) die in Doppeldiffusionstechnik hergestellt werden, und betrifft insbesondere Verfahren zum Herstellen solcher Transistoren mit einem Minimum an Maskierschritten, Verfahren zum Bilden von ohmschen Kurzschlüssen zwischen der Source- und Basisschicht während des Herstellens dieser Transistoren sowie so hergestellte Transistoren.
Bekannte Leistungs-MOSFETs enthalten im allgemeinen eine Vielzahl von einzelnen Einheitszellen (deren Zahl in die Tausende geht), die auf einer einzelnen Siliciumhalbleiterscheibe gebildet sind, wobei jede Vorrichtung eine Größe in der Größenordnung von 7,6 mm (0.3 in. im Quadrat hat und wobei sämtliche Zellen in jeder Vorrichtung elektrisch parallel geschaltet sind. Jede Zelle hat typischerweise eine Breite zwischen 5 und 50 #m. Ein besonderer bekannter Prozeß zum Herstellen von Leistungs-MOSFETs ist, wie im folgenden ausführlicher beschrieben, eine Doppeldiffusionstechnik, die mit einer gemeinsamen Drainzone aus Halbleitermaterial, beispielsweise vom N-Typ,beginnt. Speziell innerhalb der Drainzone wird eine Basiszone mittels einer ersten Diffusion gebildet, und dann wird eine Sourcezone gänzlich innerhalb der Basiszone mittels einer zweiten Diffusion gebildet. Wenn die Drainzone vom N-Typ ist, dann erfolgt die erste Diffusion mit Akzeptorverunreinigungen, um eine Basiszone vom P-Typ herzustellen, und die zweite Diffusion erfolgt mit Donatorverunreinigungen, um eine Sourcezone vom N -Typ herzustellen.
In einem Leistungs-MOSFET-Aufbau entsprechen die Source-, die Basis- und die Drainzone dem Emitter, der Basis bzw. dem Kollektor eines parasitären Bipolartransistors. Wenn diesem parasitären Bipolartransistor gestattet wird, während des Betriebes des Leistungs-MOSFET einzuschalten, werden bekanntlich die Sperrspannung und der dV/dt-Nennwert des Leistungs-MOSFET wesentlich verschlechtert. Zum Verhindern des Einschaltens des parasitären Bipolartransistors während des Betriebes des Leistungs-MOSFET werden demgemäß die Schichten, die die Source- und die Basiszone enthalten, normalerweise mittels einer ohmschen Verbindung miteinander kurzgeschlossen.
Bekannte Leistungs-MOSFET-Herstellungsverfahren erfordern bis zu sechs Maskierschritte, von denen einige in bezug aufeinander mit großer Genauigkeit justiert werden müssen, damit funktionsfähige Vorrichtungen hergestellt werden. Insbesondere zum Bilden des Source-Basis-Kurzschlusses zwischen dem ersten und dem zweiten Diffusionsschritt wird eine Diffusionsbarriere aufgebracht, indem ein Teil der Basisdiffusionsoberfläche auf ausgewählte Weise maskiert wird, um die anschliessende Sourcediffusion daran zu hindern, in diesem Bereich in die Basisdiffusion einzudringen. Danach wird die Metallisierung für die Sourceelektrode aufgebracht, und ein Teil der Sourcemetallisierung stellt außerdem einen ohmschen Kontakt mit dem zuvor maskierten Bereich der Basiszone her.
Bei dieser bekannten Technik zum Herstellen von Leistungs-MOSFETs muß nicht nur das Maskierungsmuster zum Bilden der Source-Basis-Kurzschlüsse in einem speziellen Herstellungsschritt präzise justiert werden, sondern der Kurzschluß nimmt auch einen beträchtlichen Bruchteil des Bereiches der MOSFET-Einheitszelle ein, ohne zu deren Leitfähigkeit während des Ein-Zustands beizutragen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen doppeltdiffundierten Leistungs-MOSFET zu schaffen, der unter Verwendung einer minimalen Anzahl von Maskierungsschritten hergestellt werden kann.
Weiter sollen zum Bilden von integralen Source-Basis-Kurzschlüssen in doppeltdiffundierten Leistungs-MOSEFETs Verfahren geschaffen werden, die entweder bei MOSFETs brauchbar sind, welche durch bekannte Maskierprozeduren gebildet werden, oder bei denen, die durch die hier beschriebene Maskierprozedur gebildet werden.
Kurz gesagt und in einer Ausgestaltung der Erfindung enthält ein doppeltdiffundierter -Leistungs-MOSFET einzelne Zellen, die auf einem Halbleitersubstrat gebildet sind, das eine Drainzone eines Leitungstyps, beispielsweise vom N-Typ, und mit einerHauptfläche hat. Ein metallisierterDrainanschluß ist mit der Drainzone elektrisch verbunden, typischerweise auf deren anderer Fläche. Zum Festlegen einer Basiszone wird eine erste Zone entgegengesetzten Leitungstyps (in diesem Beispiel vom P-Typ) in der Drainzone gebildet. Die erste Zone hat eine begrenzte laterale Ausdehnung und hat einen Umfang, der an der Hauptfläche endigt. Zum Festlegen einer Sourcezone wird eine zweite Zone des einen Leitungstyps (in diesem Beispiel vom N-Typ) gänzlich innerhalb der Basiszone gebildet, aber mit kleinerer lateraler Ausdehnung und Tiefe als diese. Die zweite Zone hat einen Umfang, der an der Hauptfläche innerhalb des Umfangs und mit Abstand von dem Umfang der Basiszone endigt, so daß an der Hauptfläche die Basiszone als ein Band des entgegengesetzten Leitungstyps (in diesem Beispiel Halbleitermaterial vom P-Typ) zwischen der Sourcezone und der Drainzone, beide aus Halbleitermaterial vom N-Typ, vorhanden ist. Ein Sourceanschluß ist mit der zweiten Zone elektrisch verbunden. Eine leitende Gateelektrode und eine Gateisolierschicht sind auf der Hauptfläche wenigstens lateral über dem Band der ersten Zone gebildet, und ein Gateanschluß ist mit der Gateelektrode elektrisch verbunden.
Schließlich ist ein ohmscher Kurzschluß zwischen der ersten und der zweiten Zone (der Basis- und der Sourcezone) unterhalb der Hauptfläche gebildet.
In einer Ausführungsform des ohmschen Kurzschlusses zwischen der Basis und der Sourcezone weist der Sourceanschluß eine metallische Elektrode, vorzugsweise aus Aluminium, auf, die über der Sourcezone aufgebracht ist, und der ohmsche Kurzschluß weist wenigstens eine Mikrolegierungsspitze auf, die sich von der Sourceanschlußmetallelektrode durch die zweite Zone und teilweise in die erste Zone erstreckt. Diese Mikrolegierungsspitzen werden durch Erhitzen des Halbleitersubstrats, nachdem die metallische Elektrode unter geeigneten Bedingungen aufgebracht worden ist, gebildet.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine V-Nut durch Vorzugsätzung in der Source- und der Basiszone gebildet. Insbesondere erstreckt sich die V-Nut durch die Sourcezone, wobei sich der Grund der V-Nut nur teilweise in die Basis zone erstreckt. Eine metallische Sourceelektrode wird über der Sourcezone und in die V-Nut in ohmschem Kontakt sowohl mit der Source- als auch mit der Basiszone aufgebracht, um den Sourceanschluß und den ohmschen Kurzschluß zu bilden.
Aus vorstehenden Darlegungen und aus der folgenden aus für lichen Beschreibung geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Verfahren zum Bilden der integralen Source-Basis-Kurzschlüsse und die so gebildeten Kurzschlüsse ein extrem bedeutsamer Aspekt sind, weil sie den gesamten MOSFET-Aufbau und das gesamte Herstellungsverfahren mit Selbstjustierung und einer minimalen Anzahl von Maskierschritten erleichtern.
Kurz gesagt und gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung beginnt ein Verfahren zum Herstellen eines doppeltdiffundierten Leistungs-MOSFET mit dem Schritt des Bereitstellens eines Siliciumhalbleiterscheibensubstrats#, das eine Drainzone eines Leitungstyps, beispielsweise vom N-Typ, enthält, die eine Hauptfläche hat. Danach werden eine erste oder Gateisolierschicht, eine leitende Gateelektrodenschicht (beispielsweise stark dotiertes polykristallines Silicium vom N+ -Typ), eine zweite Isolierschicht und eine dritte Isolierschicht auf der Hauptfläche nacheinander gebildet, wobei die dritte Isolierschicht die oberste ist.
Bedeutsam ist, daß insgesamt nur drei Maskierschritte erforderlich sind. Die erste Maske wird über der dritten Isolierschicht mit einem Fenster zum schließlichen Festlegen wenigstens einer Basiszone und wenigstens einer Sourcezone aufgebracht. Danach werden durch aufeinanderfolgende Ätzschritte durch die Fenster in der ersten Maske festgelegte Öffnungen wenigstens in der dritten Isolierschicht, der zweiten Isolierschicht und der leitenden Gateelektrodenschicht hergestellt.
Während des Ätzens erfolgt das Unterhöhlen der leitenden Gateschicht. Die erste Maske wird dann entfernt.
Danach werden zwei Verunreinigungseinleitungsschritte ausgeführt, wobei die Fenster in den verschiedenen Isolierschichten als Verunreinigungsbarrieren dienen. In dem ersten Einleitungsschritt wird eine Basiszone festgelegt, indem in die Drainzone durch die durch die erste Maske festgelegten Öffnungen hindurch geeignete Verunreinigungen eingeleitet werden, um eine erste Zone zu bilden, deren Leitungstyp zu dem der Drainzone entgegengesetzt ist, beispielsweise Akzeptorverunreinigungen,um Halbleitermaterial vom P-Typ zu bilden. Die laterale Ausdehnung der Basiszone wird zum Teil durch die Größe der durch diese erste Maske festgelegten Öffnungen sowie durch die Dauer des Einleitens von Verunreinigungen und durch andere Verfahrensparameter bestimmt.
Die Sourcezone wird durch den zweiten Verunreinigungseinleitungsschritt festgelegt, der beinhaltet, in die Basiszone ebenfalls über die durch die erste Maske festgelegten Öffnungen Verunreinigungen einzuleiten, um eine zweite Zone des einen Leitungstyps (in diesem Beispiel vom N-Typ) zu bilden.
Bedeutsam ist, daß keine zusätzliche Verunreinigungsbarriere über irgendeinem Teil der Basiszone erforderlich ist. Die Sourcezone wird gänzlich innerhalb der Basiszone gebildet, so daß die erste Zone in der Hauptfläche als ein Band entgegengesetzten Leitungstyps zwischen der Source- und der Drainzone vorhanden ist. Während der Sourceeinleitung wird eine Schicht aus Siliciumdioxid wenigstens auf den Seitenwänden der Öffnung in der Gateelektrodenschicht aufwachsen gelassen.
Danach wird eine Isolierschicht auf der Oberfläche der Sourcezone mit einem kollimierten Strahl in einem Bereich entfernt, der durch die Öffnung festgelegt ist, die in der dritten Isolierschicht durch die erste Maske festgelegt ist. Der'kollimierte Strahl gestattet, daß dieses Ätzen vor sich geht, ohne daß die Siliciumdioxidschicht auf den Seitenwänden der Öffnung in den Gateelektrodenschichten entfernt wird.
Der zweite Maskierschritt legt Gatekontaktbereiche -auf einem Teil der Vorrichtung fest, bei dem es sich nicht um den Ort der Sourcezone handelt. Unter Verwendung von Fenstern in der zweiten Maske werden die dritte Isolierschicht und die zweite Isolierschicht nacheinander durchgeätzt bis zu der Gateelektrodenschicht aus polykristallinem Silicium. Anschließend wird die zweite Maske entfernt Danach wird Elektrodenmetall, wie beispielsweise Aluminium, auf die Scheibe aufgebracht und dann mittels einer dritten Maske gemustert, um Source- und Gateelektrodenschichten zu bilden.
Schließlich wird zum Herstellen eines ohmschen Kurzschlusses zwischen der ersten und der zweiten Zone, die die Basis- und die Sourcezone bilden, die Scheibe erhitzt, um wenigstens eine Mikrolegierungsspitze zu bilden, die sich von der metallischen Sourceelektrode aus durch die Sourcezone und teilweise in die Basiszone erstreckt.
Durch ein weiteres Verfahren nach der Erfindung wird die Gesamtvorrichtung auf ähnliche Weise gebildet. Der Source-Basis-Kurz schluß wird aber durch Vorzugsätzung gebildet, um eine V-Nut zu bilden, die dann mit dem Sourceelektrodenmaterial gefüllt wird, das sowohl mit der Source- als auch mit der Basiszone in ohmschem Kontakt ist Nachdem die Isolierschicht auf der Oberfläche der Sourcezone mit einem kollimierten Strahl entfernt worden ist, werden die zweite und die erste Schicht bevorzugt geätzt, um eine V-Nut zu bilden, die sich durch die zweite Zone erstreckt und deren Grund sich nur teilweise in die erste Zone erstreckt.
An diesem Punkt wird die zweite Maske mit Fenstern zum Festlegen des Gatekontaktbereiches geschaffen, uM die dritte Isolierschicht und die zweite Isolierschicht werden nacheinander durchgeätzt, um eine Öffnung für die Gateelektrode zu bilden. Die zweite Maske wird entfernt.
Schließlich wird die Scheibe mit Elektrodenmetall überzogen und dann mittels einer dritten Maske gemustert, um Source-und Gateelektrodenschichten zu bilden. Die Sourceschicht erstreckt sich in die V-Nut in ohmschem Kontakt sowohl mit der zweiten als auch mit der ersten Zone.
Die Verfahren nach der Erfindung zum Bilden von Source-Basis-Kurzschlüssen slnd zwar besonders vorteilhaft, wenn sie in Kombinatin mit der Minimalmaskiertechnik nach der Erfindung angewandt werden, die einen doppeltdiffundierten Leistungs-MOSFET mit selbstjustierten Kanälen ergibt, sie sind aber auch bei Leistungs-MOSFETs anwendbar, die mittels anderer Techniken gebildet werden.
Mehrere Ausf#ührungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigt Fig. 1 eine Querschnittansicht, die einen Schritt bei der Herstellung eines doppeltdiffundierten Leistungs-MOSFET veranschaulicht, bei welchem Diffusionsbarrieren für Basiskurzschlußstäbe noch vorhanden sind, Fig. 2 eine Querschnittansicht eines bekannten doppeltdifundierten Leistungs-MOSFET, der im wesentlichen fertiggestellt ist, Fig. 3 eine Halbleiterscheibe nach der ersten Bearbeitung zum Bilden einer selbstjustierten Leistungs-MOSFET-Zelle nach der Erfindung, Fig. 4 den Zustand der Zelle nach einem anschliessenden Schritt, in welchem die oberen vier Schichten durchgeätzt worden sind und eine erste Maske entfernt worden ist, Fig. 5 die Scheibe nach der Basis- und der Sourcediffusion, Fig. 6 das Entfernen von ueber der Sourcezone aufgewachsene!m Oxid mittels eines kollimierten Strahls, Fig. 7. den zweiten Maskierschritt und das anschliessende Ätzen zum Freilegen der Gateelektrode, Fig. 8 die Metallisierung der Source- und der Gateelektrode, die in Kombination mit einem dritten Maskierschritt aufgebracht wird, Fig. 9 integrale Source-Basis-Kurzschlüsse, die durch die Mikrolegierungstechnik nach der Erfindung gebildet worden sind, Fig. 10 eine V-Nut, die durch Vorzugsätzung gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gebildet worden ist, und Fig. 11 eine Einheitszelle mit einem integralen Source-Basis-Kurzschluß, der durch Füllen der V-Nut mit Metallisierung gebildet worden ist.
An Hand der Einzelheiten einer Ausführungsform eines bekannten doppeltdiffundierten Leistungs-MOSFET, der hier mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben wird, wird die Erfindung besser verständlich. Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte bekannte MOSFET-Herstelltechnik erfordert bis zu sechs Maskierschritte, die in bezug aufeinander mit großer Genauigkeit justiert werden müssen, damit sich funktionsfähige Vorrichtungen herstellen lassen.
Gemäß Fig. 2 enthält ein bekannter Leistungs-MOSFET mehrere Einheitszellen 16, deren Zahl in die Tausende geht, gebildet in einer einzelnen Halbleiterscheibe 18 und auf jeder Vorrichtung elektrisch parallel geschaltet. Die Einheitszellen 16 haben eine gemeinsame Drainzone 20 aus Siliciumhalbleitermaterial vom N- oder N -Typ, mit der eine gemeinsame Metallelektrode 22 über ein stark dotiertes N + -Substrat 24 in ohmschem Kontakt ist.
Die Einheitszellen 16 haben individuelle Source- und Basiszonen 26 bzw. 28, die durch eine im folgenden beschriebene Doppeldiffusionstechnik hergestellt worden sind. Auf der Substratoberfläche 29 ist jede Basiszone 28 als ein Band 30 aus Halbleitermaterial vom P-Typ zwischen der Sourcezone 26 und der Drainzone 20, die jeweils vom N-Typ sind, vorhanden.
Eine Metallelektrode 32 überdeckt den größten Teil der Vorrichtung und ist in ohmschem Kontakt sowohl mit der Sourcezone 26 als auch mit der Basiszone 28, wobei der Kontakt mit jeder Basiszone 28 durch einen bis zu der Oberfläche der Halbleiterscheibe reichenden Fortsatz 34 der Basiszone 28 erleichtert wird. Dieser Fortsatz 34 kann als ein Kurz schlußstab angesehen werden und nimmt notwendigerweise Fläche in Anspruch. Die Metallelektrode 32 dient daher nicht nur als ein gemeinsamer Sourcekontakt sondern auch als der erforderliche Source-Basis-Kurzschluß.
Zum Herstellen eines Anreicherungsbetriebskanals für den Feldeffekttransistorbetrieb ist eine leitende Gateelektrode 36, getrennt durch eine isolierende Gateoxidschicht-38, auf der Oberfläche 29 der Halbleiterscheibe 18 wenigstens lateral über dem Band 30 aus Material vom P-Typ, das die Basiszone 28 bildet, angeordnet. Viele MOSFETs enthalten zwar eine Metallgateelektrode, zur einfacheren Fertigung von Leistungs-MOSFETs wird jedoch typischerweise eine äquivalente, stark dotierte und deshalb gut leitende Schicht aus polykristallinem Silicium verwendet, und der Name MOSFET wird beibehalten. Die einzelnen Abschnitte 36 des Gateelektrodenmaterials bilden eine einzelne perforierte Schicht und sind daher elektrisch miteinander verbunden, obgleich das aus der Querschnittansicht in Fig. 2 nicht zu erkennen ist.
Die oberen Flächen der Gateelektrodenabschnitte 36 sind durch eine geeignete Isolierung geschützt, beispielsweise durch eine Siliciumdioxidschicht 40 und eine Siliciumnitridschicht 42.
Für Gateanschlüsse sind Gatekontaktfenster 44 vorgesehen, und eine Metallisierung 46 wird über die Fenster mit dem Gateelektrodenmaterial 36 in ohmschen Kontakt gebracht. Die obere Fläche der fertiggestellten Vorrichtung ist im wesentlichen vollständig mit Metallisierung bedeckt, mit Ausnahme von Isolierspalten 48 zwischen der Source-Basis-Metallisierung 32 und der Gatemetallisierung 46.
Es wird eine Vielzahl von Zellen 16 gebildet, deren Zahl in die Tausende geht, wie oben erwähnt. Es ist hier keine besondere Draufsicht dargestellt worden, weil eine Vielzahl bekannter Anordnungen geeignet ist, Beispielsweise können die einzelnen Zellen 16 in einem eng gepackten Sechseckmuster, in Quadraten oder in rechteckigen Streifen angeordnet werden.
Es gibt zwar viele Tausende von Einheitszellen 76, es sind jedoch nur wenige Gatekontaktfenster 44 vorgesehen. Aufgrund des relativ niedrigen Gatestroms, der fließt, ist ein extrem niedriger Widerstand für die miteinander verbundenen Gateelektroden nicht erforderlich.
Im Betrieb ist jede Einheitszelle 16 normalerweise nichtleitend, bei einer relativ hohen Stehspannung. Wenn eine positive Spannung an die Gateelektrodenscbicht 36 über die Gateanschlußmetallisierung 46 angelegt wird, wird ein elektrisches Feld aufgebaut, das sich über die Gateisolierschicht 38 in die Basiszone 28 erstreckt und einen dünnen leitenden N-Kanal unmittel unmittelbar unter der Oberfläche 29 unterhalb der Gateelektrode 36 und der Isolierschicht 38 induziert.
X positiver die Gatespannung wird, um so dicker wird bekanntlich dieser leitende Kanal und um so mehr Arbeitsstrom fließt.
Der Strom fließt horizontal nahe der Oberfläche 29 zwischen der Sourcezone 26 und der Drainzone 20 und dann vertikal durch die übrige Drainzone 20 und über das Substrat 24 zu dem metallischen Drainnschluß 22.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Stand der Technik beginnt ein typischer bekannter Herstellungsprozeß mit einer N/N -Epitaxialscheibe 18 geeigneter epitaxialer Dicke und geeigneten spezifischen Widerstands zum Führen der gewünschten Spannung. Die Scheibe 18 enthält das N -Siliciumsubstrat 24, das eine Dicke von ungefähr 0,38 am (15 mils) und einen spezifischen Widerstand in der Größenordnung von 0,01 Q cm hat. Der N-dotierte Teil 20 der Scheibe 18 bildet schließlich eine gemeinsame Drainzone 20 des Leistungs-MOSFET.
Die Scheibe 18 und insbesondere die Drainzone 20 haben eine Hauptfläche 29 an ihrer oberen Seite, auf die eine Anzahl von Schichten nacheinander aufgebracht wird. Zuerst iäßt man die Gateoxidschicht 38 auf der Oberfläche 29 der Drainzone 20 durch Erhitzen in einem Ofen in Gegenwart von Sauerstoff aufwachsen. Danach wird die gut leitende Gateelektrodenschicht 36 aus polykristallinem Silicium aufgebracht, die beispielsweise aus 1,1 Am polykristallinem Silicium bestehen kann, das stark dotiert worden ist, beispielsweise mit Phosphor.
Danach wächst eine weitere Schicht 40 aus Siliciumdioxid an der Oberseite der aus polykristallinem Silicium bestehenden Gateschicht 36 auf. Daran schließt sich in einigen Fällen das Aufbringen der oberen Schicht 42 aus Siliciumnitrid an.
Nachdem die Scheibe und die gleichmäßigen Oberflächenschichten fertiggestellt sind, wird eine Feingeometriephotolackmaske (nicht gezeigt) aufgebracht, um die Lage der P-Diffusionen für die Basiszonen festzulegen, und die vier oberen Schichten 42, 40, 36 und 38 werden bis zu der Oberfläche 29 der Drainzone 20 geeignet durchgeätzt. Daran anschließend wird zum Bilden der Basiszone 28 eine P-Diffusion ausgeführt, beispielsweise 3 Am dick, indem geeignete Akzeptorverunreinigungen in die Drainzone 20 eindiffundiert werden. Man läßt eine Oxidschicht 52 vorübergehend auf der Scheibenoberfläche 29 gleichzeitig mit der P-Diffusion aufwachsen.
Danach wird in diesem bekannten Verfahren vor der zweiten Diffusion eine Diffusionssperre, die Teile der Oxidschicht 52 umfaßt, mittels einer Feingeometriephotolackmaske (nicht gezeigt) gebildet, die eine relativ präzise Justierung erfordert, um die Oxidschicht 52, die während des ersten Diffusionsschrittes aufgewachsen ist, nur über einem Teil der Basiszone stehenzulassen.
Nach dem Entfernen der Photolackmaske wird der zweite Diffusionsschritt ausgeführt, indem geeignete Donatorverunreiniqungen in die Basiszone eindiffundiert werden, um die N -Sourcezonen 26 zu bilden. Gleichzeitig läßt man eine Oxidlippe 54 am Rand der aus polykristallinem Silicium bestehenden Gateelektrode 36 aufwachsen.
Danach wird eine Schicht aus Siliciumdioxid (nicht gezeigt) über der gesamten Oberfläche der Scheibe aufgebracht, und eine dritte Maske zum Festlegen der Kontaktbereiche wird geschaffen. Mittels dieser dritten Maske wird das Oxid 52 über dem Fortsatz 34 der P-Basiszone 28 sowie das soeben aufgebrachte Siliciumdioxid über der N + -Sourcezone 26 bis zu der Oberfläche durchgeätzt. Die oberen Schichten 42 und 40 werden ebenfalls durchgeätzt, um das Gatekontaktfenster 44 zu bilden.
Danach wird Metall, vorzugsweise Aluminium, auf die Scheibe mittels einer weiteren Maske aufgedampft und geätzt, so daß die Elektrodenmetallisierung 32 und 46 über im wesentlichen der gesamten Zelle 16 stehenbleibt, mit Ausahme der Isolierspalte 48, die den Gateelektrodenanschluß 46 umgeben. Bei diesem bekannten Aufbau stellt die Sourceelektrode 32 ohmschen Kontakt sowohl mit der Sourcezone 26 als auch mit der P-Basiszone 28 ueber den Fortsatz 34 her. Es wird auf diese Weise ein Source-Basis-Kurzschluß geschaffen, um das Einschalten des parasitären Bipolartransistors zu verhindern.
Es ist zu erkennen, daß dieses herkömmliche Verfahren zum Bilden eines Leistungs-MOSFET mit integralem Kurzschluß zwischen der Source- und der Basiszone eine Anzahl von Maskierschritten, Justierungen sowie eine Source-Diffusionsbarriere erfordert.
Die übrigen Fig. 3 - 11 zeigen Verfahren nach der Erfindung und dadurch hergestellte Leistungs-MOSFETs.
Gemäß Fig. 3 beginnt die Bildung eines selbstjustierten doppeltdiffundierten Leistungs-MOSFET mit integralem Source-Basis-Kurzschluß gemäß der Erfindung mit einer N/N+-Epitaxialscheibe 60, die ein stark dotiertes N + -Ausgangssubstrat 62 und eine epitaxial aufgewachsene Drainzone 64 aus einem Halbleitermaterial eines Leitungstyps, beispielsweise vom N-Typ, mit einer Hauptoberfläche 66 hat. Danach wird eine erste- oder Gateisolierschicht 68 gebildet, und zwar vorzugsweise in Form einer einzelnen Schicht aus Siliciumdioxid, welches durch Erhitzen der Scheibe 60 in einem Ofen in Gegenwart von Sauerstoff aufwächst. Statt dessen könnte die erste Isolierschicht 68 beispielsweise aus einer Schicht aus Siliciumdioxid bestehen, das auf vorgenannte Weise aufgewachsen ist und auf das eine Schicht aus Siliciumnitrid aufgebracht ist. Daran schließt sich das Aufbringen der leitenden Gateelektrodenschicht 70 an, die beispielsweise aus einer 1,1 ßm dicken Schicht aus polykristallinem Silicium bestehen kann, das stark mit Phosphor dotiert worden ist, um eine gut leitende N + -Schicht zu bilden. In diesem Aufbau besteht die Gateelektrode somit tatsächlich nicht aus Metall, ist aber das elektrische Äquivalent Danach wird eine zweite Isolierschicht 72, die vorzugsweise aus einer einzelnen Siliciumdioxidschicht besteht, auf der aus polykristallinem Silicium bestehenden Schicht 70 gebildet. Die zweite Isolierschicht ist typischerweise 600 bis 700 nm (6000 - 7000 A) dick, um eine gute dielektrische Isolierung zwischen einer fertiggestellten leitenden Gateschicht 70 und einer fertiggestellten Sourceelektrodenschicht 102 zu schaffen, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Anschließend an das Bilden der zweiten Isolierschicht 72 wird auf die Oberseite der Schicht 72 eine dritte Isolierschicht 74- aufgebracht, die vorzugsweise aus einer einzelnen Siliciumnitridschicht oder statt dessen beispielsweise aus einer einzelnen Aluminiumoxidschicht besteht. (#Der Zweck, dem die dritte Isolierschicht 74 dient, ist unten erläutert.) Die vier Schichten 68, 70, 72 und 74 werden nacheinander aufgebracht und sind überall auf der Scheibenhauptoberfläche vorhanden.
Danach wird in herkömmlicher Photolacktechnik eine erste Maske 77 über der dritten Isolierschicht 74 geschaffen, mit Fenstern 78, die schließlich die Source und die Basiszone festlegen. Diese erste Maske 77 ist zwar eine Maske mit relativ feiner Geometrie, es ist jedoch keine Justierung erforderlich, da es die erste Maske ist und da die Scheibe bis zu diesem Punkt einfach gleichmäßige Schichten aufweist. Bemerkenswert ist bei dem Verfahren nach der Erfindung, daß die erste Maske 77 die einzige Feingeometriemaske ist. Fig. 3 zeigt dann die Scheibe unmittelbar nach dem Aufbringen der ersten Maske 77 Gemäß Fig. 4 werden bei dem bevorzugten Verfahren die dritte Isolierschicht 74, die zweite Isolierschicht 72, die leitende Gateelektrodenschicht 70 und die erste Isolierschicht 68 nacheinander durchgeätzt, um Öffnungen 80, 82, 84 bzw. 86 in den durch die Fenster 78 in der ersten Maske 77 festgelegten Bereichen zu bilden, wobei das Unterhöhlen oder -schneiden der leitenden Gateschicht 70 notwendig ist. Die obere Schicht 74 wird, wenn sie aus einer einzelnen Siliciumnitridschicht besteht,mJttels Plasmaätzung weggeätzt. Dann wird die unter ihr liegende Schicht 72, wenn diese aus einer einzelnen Siliciumdioxidschicht besteht, chemisch weggeätzt. Danach wird die aus polykristallinem Silicium bestehende Schicht 70 durch Plasmaätzung weggeätzt, wobei diese Ätzung für eine ausreichend lange Zeit fortgesetzt wird, damit es zu einer nennenswerten seitlichen Ätzung der aus polykristallinem Silicium bestehenden Schicht 70 aus Gründen kommt, die im folgenden erläutert sind. Beispielsweise ist ein Unterhöhlen oder -schneiden in der Größenordnung von 1,0 #m ausreichend.
Schließlich wird die erste Schicht 68, wenn diese aus einer einzelnen Siliciumdioxidschicht besteht, chemisch weggeätzt.
Die Photolackschicht 77 wird dann entfernt, wobei die Scheibe in dem in Fig. 4 gezeigten Zustand zurückbleibt.
Gemäß Fig. 5 wird nach geeignetem Reinigen die Transistorbasiszone 76 in die Drainzone 64 eingebracht, vorzugsweise mittels einer ersten Diffusion. Verunreinigungen, die geeignet sind, eine erste Zone entgegengesetzten Leitungstyps zu bilden, werden in die Drainzone 64 über die durch die erste Maske 77 festgelegten Öffnungen 80, 82, 84 und 86 eindiffundiert. In diesem Beispiel werden Akzeptorverunreinigungen eindiffundiert,um Halbleitermaterial vom P-Typ für die Basiszone 76 zu schaffen. Die erste Diffusion zum Bilden der Basiszone 76 ist, beispielsweise, ungefähr 3 m tief. Die laterale Ausdehnung der Basiszone 76 wird zum Teil durch die Größe der durch die erste Maske 77 festgelegten Öffnungen 80, 82, 84, 86 sowie durch die anderen Verfahrensparameter, wie beispielsweise Dauer, Temperatur und Druck'bestimmt. Die Basisdiffusionszone 76 hat einen Umfang 79, der an der Hauptoberfläche 66 endigt.
Danach wird ohne irgendwelche weitere #askierschritte mit zugehöriger Justierung die Transistorsourcezone 88 in die Basiszone 76 eingeführt, vorzugsweise mittels eines zweiten Diffusionsschrittes. Durch dieselben Öffnungen 80, 82, 84 und 86 werden Verunreinigungen, die geeignet sind, um eine zweite diffundierte Zone 88 des einen Leitungstyps zu bilden, eingeleitet, in diesem Beispiel Donatorverunreinigungen, um eine Sourcezone 88 aus stark dotiertem Halbleitermaterial von N -Typ zu bilden. Diese zweite Diffusion ist größenordnungsmäßig 1,0 am tief und erfolgt gänzlich innerhalb der während der ersten Diffusion gebildeten Basiszone 76 und hat eine geringere laterale Ausdehnung und eine geringere Tiefe als diese. Als Ergebnis dessen ist an der Hauptoberfläche 66 die Basiszone 76 als ein Band 90 entgegengesetzten Leitungstyps (P-Typs) zwischen der Sourcezone 88 (N+-Typ) und der Drainzone 64 (N -Typ) vorhanden.
Zusätzlich wird während des zweiten Diffusionsschrittes zum Bilden der Sourcezone 88 eine Schicht 92 aus Siliciumdioxid über der Oberfläche der Sourcezone 88 aufwachsen gelassen, und ein Fortsatz 94 der Schicht 92 wird auf den Seitenwänden 84 der aus polykristallinem Silicium bestehenden Gatelektrode 70 aufwachsen gelassen In dieser Phase befindet sich die Scheibe in dem in Fig. 5 dargestellten Zustand.
Danach wird gemäß Fig. 6 die Oxidschicht 92 (Fig. 5) auf der Oberfläche der Sourcezone 88 entfernt, vorzugsweise durch reaktives Ionenätzen oder statt dessen, beispielsweise ~durch Ionenfräsen mit einem kollimierten Strahl 94, der ein hohes Selektivitätsverhältnis für Siliciumdioxid über Silicium hat.
In einem Prozeß des Ionenätzens mit einem kollimierten Strahl wird die Scheibe durch eine HF-Quelle angeregt, die eine Oszillationsbewegung der ätzenden Ionen rechtwinkelig zu der Scheibenoberfläche bewirkt, so daß sich ein Richteffekt ergibt. Während des Entfernens der Oxidschicht 92 mit dem kollimierten Strahl 94 dient dz oberste oder dritte Schicht 74 zum Schutz der oberen Oberfläche des MOSFET,der gebildet wird, wobei der Rand des Fensters 80 eine Schattenmaske bildet. Als Ergebnis dieses Entfernens der Oxidschicht 92 mit dem kollimierten Strahl 94 wird die Siliciumdioxidschicht 92 auf den Seitenwänden 84 des aus polykristallinem Silicium bestehende Gates 70 nicht entfernt.
Danach wird gemäß Fig. 7 eine zweite Photolackmaske 96 aufgebracht, um das Gatekontaktöffnungsfenster festzulegen.
Unter Verwendung der Maske 96 wird die dritte Isolierschicht 74, zumindest wenn sie aus Siliciumnitrid besteht, mittels Plasmaätzung weggeätzt,und die zweite Isolierschicht 72 wird chemisch weggeätzt, um Öffnungen 98 und 100 für das Gatekontaktfenster zu bilden. Die zweite Maske 96 wird dann entfernt, und die Scheibe wird gereinigt.
Danach wird gemäß Fig. 8 Elektrodenmetall, vorzugsweise Aluminium, durch Aufdampfen auf die Vorrichtung aufgebracht und gemustert, wie an den Stellen 102 und 103 gezeigt, um Source- und Gateelektrodenschichten zu bilden. Dieses Mustern erfordert die dritte Maske bei dem bevorzugten Verfahren nach der Erfindung. Eine gemeinsame Drainelektrode 105 wird zwar ebenfalls als Metallisierung auf das Substrat 62 aufgebracht, erfordert aber kein Mustern.
Zum Herstellen eines ohmschen Kontakts zwischen der Sourceschicht 88 und der Basisschicht 76 wird die gesamte Vorrichtung wärmebehandelt, um ein Mikrolegieren hervorzurufen, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Es werden Mikrolegierungsspitzen 104 erzeugt, die sich durch die gesamte Sourcediffusionsschicht 88 und teilweise in die Basisdiffusion 76 erstrecken.
Die genauen Verfahrensparameter müssen so gewählt werden, daß die gewünschten Ergebnisse erzielt werden. Als Beispiel und ohne den Rahmen der Erfindung dadurch zu beschränken sei jedoch angegeben, daß bei einer N -Sourceschicht 88, die eine geringere Dicke als etwa 0,7 ßm hat, ein Erhitzen auf 450 0C für eine Stunde in einer Stickstoffatmosphäre ausreichend ist, um den gewünschten Grad des Mikrolegierens zu erreichen.
Bei dem Vorgang des Mikrolegierens löst sich das Silicium der Sourceschicht 88 und der Basisschicht 76 in den Aluminiumsourcekontakt 102, was erlaubt, daß sich Mikrolegierungsspitzen 104 nach unten ausbilden.
Das Ausmaß des Mikrolegierens kann verändert werden, indem eine Anzahl von Parametern kontrolliert wird, wie beispielsweise: 1) Das besondere Metall, das für die Kontaktelektrode 102 benutzt wird. Reines Aluminium oder irgendeine Anzahl von Aluminium-Silicium-Legierungen kann benutzt werden.
2) Die Temperatur und die Dauer der Wärmebehandlung sowie die Atmosphäre.
3) Die Kristallorientierung des Substrats und der Oberflächenzustand.
43 Die Source- und Basisdiffusionstiefen und -konzentrationen.
Es ist zu erkennen, daß diese Mikrolegierungstechnik, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist, zur Bildung des erforderlichen ohmschen Kontakts zwischen der Sourcezone 88 und der Basiszone 76 führt, wodurch der Kurzschlußstab 34 (Fig. 2) beseitigt wird, der bei dem bekannten MOSFET erforderlich ist. Es wird nicht nur das Erfordernis dieses besonderen Maskierschrittes beseitigt, sondern es wird auch die Größe der Einheitszelle verkleinert Die Erfindung schafft eine zweite Technik zum Bilden eines Source-Basis-Kurzschlusses in einem Leistungs-MOSFET, die die Anwendung von bekannten Vorzugsätztechniken zum Bilden einer V-Nut beinhaltet.
Bei der zweiten Technik nach der Erfindung geht die Bearbeitung so vor sich, wie sie oben beschrieben worden ist, beginnend mit Fig. 3 und bis Fig. 6. Das Scheibensubstrat 60 wird jedoch so gewählt, daß es die besondere Kristallausrichtung <100> hat.
Gemäß Fig. 10 werden im Anschluß an Fig. 6,bis zu der das Verfahren wie zuvor abläuft, die Sourcediffusionszone 88 und die Basisdiffusionszone 76 bevorzugt geätzt, um eine V-Nut 106 zubilden, die sich durch die gesamte Sourcezone 88 erstreckt und deren Grund 108 sich nur teilweise in die Basiszone 76 erstreckt. Verschiedene Vorzugsätzmittel sind bekannt, von denen irgendeines bei der Ausführung der Erfindung benutzt werden kann. Beispielsweise ist ein geeignetes Ätzinittel ein Gemisch aus Kaliumhydroxid und Isopropanol in einem Verhältnis von ungefähr 3:1. Dieses besondere Atzgemisch ätzt Silicium mit einer Geschwindigkeit von 5 m pro Stunde, wenn das Gemisch auf ungefähr 600 C gehalten wird.
Andere orientierungsabhängige Ätzinittel können bei der Ausführung der Erfindung ebenfalls benutzt werden. Beispielsweise sind in einem Aufsatz von Don L. Kendall, "On Etching Very Narrow Grooves In Silicon", Applied Physics Letters, Band 26, S. 195-198 (1975),geeignete Ätzmittel erläutert.
Gemäß der Erfindung ist kein besonderer zusätzlicher Maskierschritt für das Ätzen erforderlich, weil der Schritt mit dem kollimierten Strahl (Fig. 6) sämtliche anderen Bereiche durch verschiedene Isolierschichten geschützt zurückläßt, welch letztere, wie oben beschrieben, vorzugsweise entweder aus Siliciumnitrid oder aus Siliciumdioxid bestehen.
Danach wird, obgleich nicht im einzelnen mit Bezug auf die V-Nut-Ätztechnik nach der Erfindung dargestellt, die zweite Maske aufgebracht, wie die oben mit Bezug auf Fig. 7 beschriebene Maske 96, und die Gatekontaktfenster 98 und 100 werden hergestellt. Diese zweite Maske 96 wird dann entfernt.
Schließlich wird gemäß Fig. 11 Metall, vorzugsweise durch Aufo dampfung, auf die Vorrichtung aufgebracht und gemustert, um Source- und Elektrodenschichten zu bilden; wie oben mit Bezug auf Fig. 8 beschrieben. Wegen der V-Nut 106 ist die Sourceelektrode 102 sowohl mit der Sourcezone 88 als auch mit der Basiszone 76 in ohmschem Kontakt.
Die Erfindung ist zwar oben unter besonderer Bezugnahme auf die Selbstjustierungstechnik beschrieben worden, jedes der beschriebenen Verfahren zum Bilden von Source-Basis-Kurzschlüssen in einem Leistungs-MOSFET kann jedoch auch bei anderen Verfahren angewandt werden, die mit dem oben mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen vergleichbar sind.
Es sind zwar besondere Ausführungsformen der Erfindung hier dargestellt und beschrieben worden, Modifizierungen und Anderungen sind jedoch dem Fachmann möglich. Wenn beispielsweise die Basiszone 76 und die Sourcezone 88 in die Drainzone 64 des Leistungs-MOSFET entweder von Fig. 9 oder von Fig. 11 mittels Ionenimplantation statt durch Diffusion, wie oben im einzelnen beschrieben, eingebracht werden, dann ist es nicht erforderlich, die Siliciumdioxidschicht 68 in Fig. 3 zu entfernen, wie in Fig. 4, und dann durch die Siliciumdioxidschicht 92 zu ersetzen, wie in Fig. 5. Der Grund dafür ist, daß die geeigneten Verunreinigungen in die Drainzone 64 durch Ionenimplantation direkt über die Siliciumdioxidschicht 68 eingebracht werden können. Darüber hinaus könnten die Source- und Drainelektrodenschichten des oben beschriebenen Leistungs-MOSFET durch einen Uberzugsprozeß gebildet werden, der das Besprühen statt des oben beschriebenen Aufdampfens beinhaltet. Alle diese Modifizierungen liegen im Rahmen der Erfindung und fallen unter die Ansprüche.
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Claims

A n s p r ü c h e : 0 Doppeltdiffundierter Leistungs-MOSFET, gekennzeichnet durch: ein Halbleitersubstrat (62), das eine Drainzone (64) eines Leitungstyps mit einer Hauptoberfläche (66) hat; einen Drainanschluß (105), der mit der Drainzone elektrisch verbunden ist; eine erste diffundierte Zone (76) entgegengesetzten Leitungstyps, die in der Drainzone (64) gebildet ist und eine Basiszone bildet, wobei die erste diffundierte Zone eine begrenzte laterale Ausdehnung und einen Umfang (79), der an der Hauptoberfläche (66) endet, hat; eine zweite diffundierte Zone (88) des einen Leitungstyps, die gänzlich innerhalb der ersten diffundierten Zone (76) gebildet ist und eine kleinere laterale Ausdehnung und eine kleinere Tiefe als diese hat und eine Sourcezone bildet, wobei die zweite diffundierte Zone (88) einen Umfang hat, der an der Hauptoberfläche innerhalb des Umfangs (79) der ersten diffundierten Zone (76) und mit Abstand von diesem endigt, so daß an der Hauptoberfläche (66) der ersten diffundierten Zone (76) ein Band (90) des entgegengesetzten Leitungstyps zwischen der Sourcezone (88) und der Drainzone (64) vorhanden ist; einen Sourceanschluß (102),der mit der zweiten diffundierten Zone (88) elektrisch verbunden ist; eine Gateisolierschicht (68), die auf der Hauptoberfläche (66) wenigstens über dem Band (90) der ersten diffundierten Zone (76) angeoidnet ist; eine leitende Gateelektrode (70), die auf der Gateisolierschicht (68) wenigstens lateral über dem Band der ersten diffundierten Zone (76) angeordnet ist; einen Gateanschluß (103), der mit der Gateelektrode (70) elektrisch verbunden ist; und einen ohmschen Kurzschluß (104) zwischen der ersten und der zweiten diffundierten Zone (76, 88) unter der Hauptoberfläche (66).
2. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sourceanschluß (102) eine metallische Elektrode ist, die über der zweiten diffundierten Zone (88) aufgebracht ist, und daß der ohmsche Kurzschluß (104) wenigstens eine Mikrolegierungsspitze aufweist, die sich von der Sourceanschlußmetallelektrode (102) durch das zweite diffundierte Gebiet (88) und teilweise in das erste diffundierte Gebiet (76) erstreckt.
3. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sourceanschlußelektrode (102) aus Aluminium besteht.
4. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: eine V-Nut (106),die durch Vorzugsätzung in der zweiten und der ersten diffundierten Zone (88, 76) gebildet ist, wobei sich der Grund (108) der V-Nut nur teilweise in die erste diffundierte Zone (76) erstreckt; und eine metallische Elektrode (102), die über der zweiten und der ersten diffundierten Zone (88, 76) und in die V-Nut hinein aufgebracht ist und sowohl mit der zweiten als auch mit der ersten diffundierten Zone in ohmschem Kontakt ist und sowohl den.Sourceanschluß als auch den ohmschen Kurzschluß (104) bildet.
5. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Elektrode (102) aus Aluminium besteht.
6. Leistungs-MOSFET, der mehrere Einheitszellen enthält, die auf einem einzelnen Halbleitersubstrat gebildet und elektrisch parallel geschaltet sind, gekennzeichnet durch: ein Halbleitersubstrat (62), das eine gemeinsame Drainzone (64) eines Leitungstyps und mit einer Hauptoberfläche (66) enthält; einen gemeinsamen Drainanschluß (105), der mit der Drainzone (64) elektrisch verbunden ist; mehrere erste diffundierte Zonen (76) entgegengesetzten Leitungstyps, die in der Drainzone (64) gebildet sind und Basis zonen für entsprechende Einheitzellen bilden, wobei jede erste diffundierte Zone eine begrenzte laterale Ausdehnung und einen Umfang (79), der an der Hauptoberfläche (66) endigt, hat; mehrere zweite diffundierte Zonen (88) des einen Leitungstyps, die gänzlich innerhalb der entsprechenden ersten diffundierten Zonen (76) gebildet sind und eine geringere laterale Ausdehnung sowie eine geringere Tiefe als diese haben, um Sourcezonen für entsprechende Einheitzellen zu bilden, wobei die zweiten diffundierten Zonen (88) jeweils einen Umfang haben, der an der Hauptoberfläche (66) innerhalb des Umfangs (79) der entsprechenden ersten diffundierten Zone und mit Abstand von diesem endigt, so daß an der Hauptoberfläche die entsprechende erste diffundierte Zone als ein Band (90) des entgegengesetzten Leitungstyps zwischen der entsprechenden Sourcezone (88) und der entsprechenden Drainzone (64) vorhanden ist; einen gemeinsamen Sourceanschluß (102), der mit den zweiten diffundierten Zonen (88) elektrisch verbunden ist; eine Gateisolierschicht (68), die auf der Hauptoberfläche (66) wenigstens über den Bändern (90) der ersten diffundierten Zonen (76) angeordnet ist; eine gemeinsame leitende Gateelektrode (70),die auf der Gateisolierschicht (68) wenigstens lateral über dem Band der ersten diffundierten Zonen (76) angeordnet ist; einen Gateanschluß (103), der mit der gemeinsamen Gateelekr trode (70) elektrisch verbunden ist; und einen ohmschen Kurzschluß (104) zwischen der ersten und der zweiten diffundierten Zone (76, 88) jeder der Einheitszellen, der unter der Hauptoberfläche gebildet ist.
7. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Sourceanschluß (102) eine metallische Elektrode-über den zweiten diffundierten Zonen (88) aufweist, und daß die ohmschen Kurzschlüsse (104) jeweils eine #ikr9legierungsspitze aufweisen, die sich von der Sourceanschlußmetallelektrode (102) durch die zweite diffundierte Zone (88) und teilweise in die erste diffundierte Zone (76) jeder Einheitszelle erstreckt.
8. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Sourceanschlußelektrode (102) aus Aluminium besteht.
9. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch: eine V-Nut (106),die durch Vorzugsätzung jeweils in der zweiten und der ersten diffundierten Zone (88, 76) gebildet ist und deren Grund (108) sich nur teilweise durch die ersten diffundierten Zonen (76) erstreckt; und eine metallische Elektrode (102), die über den zweiten und ersten diffundierten Zonen (88, 76) und in die V-Nuten (106) hinein gebildet und sowohl mit den zweiten als auch den ersten diffundierten Zonen (88, 76) in ohmschem Kontakt ist, wobei die metallische Elektrode sowohl den gemeinsamen Sourceanschluß als auch die ohmschen Kurzschlüsse (104) bildet.
10. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Elektrode (102) aus Aluminium besteht.
11. Verfahren zum Herstellen eines doppeltdiffundierten Leistungs-MOSFET, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Herstellen eines Siliciushalbleiterscheibensubstrats, das eine Drainzone eines Leitungstyps mit einer Hauptoberfläche enthält; aufeinanderfolgendes Bilden einer ersten Isolierschicht, einer leitenden Gateelektrodenschicht, einer zweiten Isolierschicht und einer dritten Isolierschicht auf der Hauptoberfläche; Herstellen einer ersten Maske über der dritten Isolierschicht mit einem Fenster, mit welchem schließlich wenigstens eine Basiszone und wenigstens eine Sourcezone festgelegt wird; aufeinanderfolgendes Durchätzen wenigstens der dritten Isolierschicht, der zweiten Isolierschicht und der leitenden Gateelektrodenschicht, um oeffnungen in Bereichen zu bilden, die durch die Fenster in der ersten Maske festgelegt sind, unter gleichzeitigem Unterhöhlen der leitenden Gateschicht; Entfernen der ersten Maske; Einleiten von Verunreinigungen, die sich zum Bilden einer ersten Zone entgegengesetzten Leitungstyps eignen, in die Drainzone durch die durch die erste Maske festgelegten Offnungen hindurch, wobei die erste Zone entgegengesetzten Leitungstyps eine Basiszone ergibt, deren laterale Ausdehnung zum Teil durch die Größe der durch die erste Maske festgelegten Öffnungen bestimmt wird; Einleiten von Verunreinigungen, die zum Bilden einer zweiten Zone des einen Leitungstyps geeignet sind, in die Basiszone ebenfalls über die durch die erste Maske festgelegten dffnungen, wobei die zweite Zone des einen Leitungstyps eine Sourcezone ergibt, die sich gänzlich innerhalb der Basiszone befindet, so daß an der Hauptoberfläche die erste Zone als ein Band entgegengesetzten Leitungstyps zwischen der Sourcezone und der Drainzone vorhanden ist; Aufwachsenlassen einer Siliciumdioxidschicht wenigstens auf den Seitenwänden der Öffnung in der Gateelektrodenschicht; Entfernen einer Isolierschicht auf der Oberfläche der Sourcezone mittels eines kollimierten Strahls in einem Bereich, der durch die Öffnung festgelegt ist, die in der dritten Isolierschicht durch die erste Maske festgelegt-ist, ohne die Siliciumdioxidschicht auf den Seitenwänden der Offnung in der Gateelektrodenschicht zu entfernen; Herstellen einer zweiten Maske mit Fenstern zum Festlegen wenigstens eines Gatekontaktbereiches auf einem Teil der Scheibe, bei dem es sich nicht um den Ort der Sourcezone handelt; aufeinanderfolgendes Durchätzen der dritten Isolierschicht und der zweiten Isolierschicht, um eine Öffnung in dem durch die zweite Maske festgelegten Fenster bis zu der Gateelektrodenschicht zu bilden; Entfernen der zweiten Maske; Auftragen von Metall auf die Scheibe und anschließendes Mustern des Metalls mit Hilfe einer dritten Maske, um eine Source- und eine Gateelektrodenschicht zu bilden; und Erhitzen der Scheibe, um wenigstens eine Mikrolegierungsspitze zu bilden, die sich von der Metallsourceelektrode durch die zweite Zone und teilweise in die erste Zone erstreckt, um einen ohmschen Kurzschluß zwischen der ersten und der zweiten Zone herzustellen.
12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Durchätzen der ersten Isolierschicht nach dem aufeinanderfolgenden Durchätzen der dritten Isolierschicht, der zweiten Isolierschicht und der leitenden Gateelektrodenschicht.
13. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Aufwachsenlassen einer Siliciumdioxidschicht auf der Oberfläche der Sourcezone nach dem Einleiten von Verunreinigungen in die Basiszone, um die zweite Zone zu bilden.
14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Isolierschicht eine einzelne Siliciumdioxidschicht ist.
15. Verfahren nach Anspruch 11 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Isolierschicht eine einzelne Siliciumdioxidschicht ist.
16. Verfahren nach Anspruch 11 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Isolierschicht eine einzelne Siliciumnitridschicht ist.
17. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen der Isolierschicht mit einem kollimierten Strahl das Entfernen der Isolierschicht durch reaktives Ionenätzen mit einem kollimierten Strahl beinhaltet.
18. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Einleiten von Verunreinigungen in die Drainzone zum Bilden der ersten Zone und das Einleiten von Verunreinigungen in die Basiszone zum Bilden der zweiten Zone jeweils das Eindiffundieren von Verunreinigungen beinhalten.
19. Verfahren zum Herstellen eines doppeltdiffundierten Leistungs-MOSFET, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Herstellen eines Slliciumhalbleiterscheibensubstrats, das eine Drainzone eines Leitungstyps mit einer Hauptfläche und eine Kristallorientierung von <100>'a'ufweist; aufeinanderfolgendes Bilden einer ersten Isolierschicht, einer leitenden Gateelektrodenschicht, einer zweiten Isolierschicht und einer dritten Isolierschicht auf der-Hauptoberfläche; Herstellen einer ersten Maske über der dritten Isolierschicht mit einem Fenster, welches schließlich wenigstens eine Basiszone und wenigstens eine Sourcezone festlegt; aufeinanderfolgendes Durchätzen wenigstens der dritten Isolierschicht, der zweiten Isolierschicht und der leitenden Gateelektrodenschicht, um Öffnungen in Bereichen zu bilden, die durch das Fenster in der ersten Maske festgelegt sind, wobei gleichzeitig die leitende Gateschicht unterhöhlt wird; Entfernen der ersten Maske; Einleiten von Verunreinigungen, die geeignet sind, um eine erste Zone entgegengesetzten Leitungstyps zu bilden, in die Drainzone über die durch die erste Maske festgelegten Öffnungen, wobei die erste Zone entgegengesetzten Leitungstyps eine Basiszone festlegt, deren laterale Ausdehnung zum Teil durch die Größe der durch die erste Maske festgelegten Öffnungen bestimmt wird; Einleiten von Verunreinigungen, die geeignet sind, um eine zweite Zone des einen Leitungstyps zu bilden, in die Basiszone ebenfalls über die durch die erste Maske festgelegten Öffnungen, wobei die zweite Zone des einen Leitungstyps eine Sourcezone festlegt, die sich gänzlich innerhalb der Basiszone befindet, so daß an der Hauptfläche die erste Zone als ein Band entgegengesetzten Leitungstyps zwischen der Sourcezone und der Drainzone vorhanden ist; Aufwachsenlassen einer Siliciumdioxidschicht wenigstens auf den Seitenwänden der Öffnung in der Gateelektrodenschicht; Entfernen einer Isolierschicht auf der Oberfläche der Sourcezone mit einem kollimierten Strahl in einem Bereich, der durch die Öffnung in der dritten Isolierschicht festgelegt ist, die durch die erste Maske festgelegt ist, ohne die Siliciumdioxidschicht auf den Seitenwänden der Öffnung in der Gateelektrodenschicht zu entfernen; Vorzugsätzen der zweiten und der ersten Zone, um eine V-Nut zu bilden, die sich durch die zweite Zone erstreckt und deren Grund sich nur teilweise in die erste Zone erstreckt; Herstellen einer zweiten Maske mit Fenstern Festlegen wenigstens eines Gatekontaktbereiches auf einem Teil der Scheibe, bei dem es sich nicht um die Orte der Squreezone handelt; aufeinanderfolgendes Durchätzen der dritten Isolierschicht und der zweiten Isolierschicht, um eine Öffnung in dem durch die zweite Maske festgelegten Fenster zu bilden, bis zu der Gateelektrodenschicht; Entfernen der zweiten Maske; Aufbringen von Metall auf die Scheibe und anschließendes Mustern des Metalls mit Hilfe einer dritten Maske, um Source- und Gateelektrodenschichten zu bilden; wobei sich die Sourceelektrodenschichten in die V-Nut hinein erstrecken und sowohl mit der zweiten als auch mit der ersten Zone in ohmschem Kontakt sind.
20. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch Durchätzen der ersten Isolierschicht nach dem aufeinanderfolgenden Durchätzen der dritten Isolierschicht, der zweiten Isolierschicht und der leitenden Gateelektrodenschicht.
21. Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch Aufwachsenlassen einer Siliciumdioxidschicht auf der Oberfläche der Sourcezone nach dem Einleiten von Verunreinigungen in die Basiszone,um die zweite Zone zu bilden.
22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Isolierschicht eine einzelne Schicht aus Siliciumdioxid aufweist.
23. Verfahren nach Anspruch 19 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Isolierschicht eine einzelne Schicht aus Siliciumdioxid aufweist.
24. Verfahren nach Anspruch 19 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Isolierschicht eine einzelne Schicht aus Siliciumnitrid aufweist.
25. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen der Isolierschicht mit einem kollimierten Strahl das Entfernen der Isolierschicht durch reaktives Ionenätzen mit einem kollimierten Strahl beinhaltet.
26. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Einleiten von Verunreinigungen in die Drainzone zum Bilden der ersten Zone und das Einleiten von Verunreinigungen in die Basiszone zum Bilden der zweiten Zone jeweils das Eindiffundieren von Verunreinigungen beinhalten.
27. Verfahren zum Herstellen eines Kurzschlusses zwischen der Source- und der Basisschicht eines doppeltdiffundierten Leistungs-MOSFET, der ein Halbleitersubstrat aufweist, das eine Drainzone eines Leitungstyps mit einer Hauptoberfläche enthält; einen Drainanschluß, der mit der Drainzone elektrisch verbunden ist; eine erste Zone entgegengesetzten Leitungstyps., die in der Drainzone gebildet ist, um eine Basiszone zu bilden, wobei die erste Zone eine begrenzte laterale Ausdehnung und einen Umfang hat, der an der Hauptoberfläche endigt; eine zweite Zone des einen Leitungstyps, die gänzlich innerhalb der ersten Zone gebildet ist und eine kleinere laterale Ausdehnung und eine geringere Tiefe als diese hat, um eine Sourcezone zu bilden, wobei die zweite Zone einen Umfang hat, der an der Hauptfläche innerhalb des Umfangs der ersten Zone und mit Abstand von diesem endigt, so daß in der Hauptfläche die erste Zone als ein Band des entgegengesetzten Leitungstyps zwischen der Sourcezone und der Drainzone vorhanden ist; eine leitende Gateelektrode und eine Gateisolierschicht, die auf der Hauptoberfläche wenigstens lateral über dem Band der ersten Zone angeordnet sind; und einen Gateanschluß, der mit der Gateelektrode elektrisch verbunden ist; gekennzeichnet durch folgende Schritte: Auftragen von Metall auf die Scheibe über der Sourcezone, um einen Sourceanschluß zu-bilden; und Erhitzen der Scheibe,um wenigstens eine Mikrolegierungsspitze zu bilden, die sich von der Metallsourceelektrode aus durch die zweite Zone und teilweise in die erste Zone erstreckt, um einen ohmschen Kurzschluß zwischen der ersten und der zweiten Zone herzustellen.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat Silicium ist und daß das Sourcekontaktmetall Aluminium ist.
29. Verfahren zum Herstellen eines Kurzschlusses zwischen der Source- und der Basisschicht eines doppeltdiffundierten Leistungs-MOSFET, der ein Halbleitersubstrat aufweist, das eine Drainzone eines Leitungstyps enthält, die eine Hauptoberfläche und eine Kristallausrichtung von <100> hat; einen Drainanschluß, der mit der-Drainzone elektrisch verbunden ist; eine erste Zone entgegengesetzten Leitungstyps, die in der Drainzone gebildet ist, um eine Basiszone zu bilden, wobei die erste Zone eine begrenzte laterale Ausdehnung und einen Umfang hat, der an der Hauptoberfläche endigt; eine zweite Zone des einen Leitungstyps, die gänzlich innerhalb der ersten Zone gebildet ist und eine kleinere laterale Ausdehnung und eine geringere Tiefe als diese hat, um eine Sourcezone zu bilden, wobei die zweite Zone einen Umfang hat, der an der Hauptoberfläche innerhalb des Umfangs der ersten Zone und mit Abstand von diesem endigt, so daß in der Hauptoberfläche die erste Zone als ein Band des entgegengesetzten Leitungstyps zwischen der Sourcezone und der Drainzone vorhanden ist; eine leitende Gateelektrode und eine Gateisolierschicht, die auf der Hauptoberfläche wenigstens lateral über dem Band der ersten Zone angeordnet- sind; und einen Gateanschluß, der mit der Gateelektrode elektrisch verbunden ist; gekennzeichnet durch folgende Schritte: Vorzugsätzen der zweiten und der dritten Zone, um eine V-Nut zu bilden, die sich durch die zweite Zone erstreckt und deren Grund sich nur teilweise in die erste Zone erstreCkt; und Auftragen von Metall auf die Scheibe und anschließendes Mustern des Metalls mittels einer Maske, um Source- und Gateelektrodenschichten zu bilden, wobei sich die Sourceelektrodenschichten in die V-Nuten hinein erstrecken und sowohl mit der zweiten als auch mit der ersten Zone in ohmschem Kontakt sind.