DE635888T1 - Struktur und Herstellung von Leistungs-MOSFET unter Einbeziehung der Struktur des Randes. - Google Patents
Struktur und Herstellung von Leistungs-MOSFET unter Einbeziehung der Struktur des Randes.Info
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- 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]
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Claims (34)
1. Verfahren zum Erzeugen eines Abschlußaufbaus für
einen Leistungs-MOSFET, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Bilden einer ersten Isolierschicht entlang einer oberen Außenfläche eines Halbleiterkörpers eines ersten Leitfähigkeit
styps mit einem aktiven Hauptbereich und einem Umfangsabschlußbereich,
Ablegen einer nicht monokristallinen Halbleiterschicht über der ersten Isolierschicht,
Bilden einer Öffnung wenigstens teilweise durch die nicht monokristalline Schicht über dem Abschlußbereich,
Einführen eines Dotierungsstoffes eines zweiten Leitfähigkeitstyps,
der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist, durch die Öffnung in den Halbleiterkörper, um
einen Feldplattenbereich vom zweiten Leitfähigkeitstyp im Abschlußbereich zu bilden,
Bilden einer zweiten Isolierschicht entlang der nicht monokristallinen Schicht und über der Öffnung,
selektives Entfernen von Teilen wenigstens der zweiten Isolierschicht, um (a) wenigstens einen Teil des Feldplattenbereiches
und (b) wenigstens einen Teil der nicht monokristallinen Schicht über dem Abschlußbereich freizulegen,
Erzeugen einer gemusterten Schicht eines leitenden Materials über den Isolierschichten derart, daß ein unitärer
Teil des leitenden Materials sowohl den Feldplattenbereich als auch die nicht monokristalline Schicht über dem Abschlußbereich
kontaktiert, wobei ein freiliegender Teil der nicht monokristallinen Schicht über dem Abschlußbereich im
wesentlichen seitlich sowohl den aktiven Bereich als auch den unitären Teil des leitenden Materials umgibt, und
anschließendes Ätzen der nicht monokristallinen Schicht am freiliegenden Teil, um das Material der nicht monokristallinen
Schicht über dem Abschlußbereich in (a) ein erstes nicht monokristallines Segment, das den unitären Teil des
leitenden Materials kontaktiert, und (b) ein seitlich getrenntes zweites nicht monokristallines Segment aufzuteilen,
das im wesentlichen seitlich das erste nicht monokristalline Segment umgibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die nicht monokristalline und die gemusterte Schicht jeweils hauptsächlich
aus Polysilicium und Metall bestehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem im wesentlichen kein leitendes Material über dem zweiten nicht monokristallinen
Segment am Ende des Erzeugungsschrittes liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein zusätzlicher Teil an leitendem Material über wenigstens einem
Teil des zweiten nicht monokristallinen Segmentes am Ende des Erzeugungsschrittes bleibt.
5. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem der freiliegende Teil der nicht monokristallinen Schicht
seitlich von der Stelle getrennt ist, an der der unitäre Teil des leitenden Materials die nicht monokristalline
Schicht kontaktiert.
6. Verfahren zum Bilden eines Abschlußaufbaus für einen
Leistungs-MOSFET, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Bilden einer ersten Isolierschicht entlang einer oberen Außenfläche eines Halbleiterkörpers mit einem aktiven Hauptbereich
und einem Umfangsabschlußbereich,
Ablegen einer nicht monokristallinen Halbleiterschicht über der ersten Isolierschicht,
Bilden einer zweiten Isolierschicht entlang der nicht monokristallinen Schicht,
selektives Entfernen von Material der zweiten Isolier-
schicht, um wenigstens einen Teil der nicht monokristallinen
Schicht über dem Abschlußbereich freizulegen,
Ablegen einer leitenden Schicht über der zweiten Isolierschicht und über dem freiliegenden Material der nicht
monokristallinen Schicht,
Bemustern der leitenden Schicht, um Source- und Gateelektroden
und einen seitlich getrennten speziellen leitenden Teil zu bilden, der (a) im wesentlichen seitlich die
Source- und Gateelektroden umgibt und (b) die nicht monokristalline Schicht über dem Abschlußbereich kontaktiert, wobei
ein freiliegender Teil der nicht monokristallinen Schicht über dem Abschlußbereich im wesentlichen seitlich den aktiven
Bereich umgibt, und
Ätzen der nicht monokristallinen Schicht am freiliegenden Teil, um das Material der nicht monokristallinen Schicht
über dem Abschlußbereich in ein erstes nicht monokristallines Segment und ein zweites seitlich getrenntes nicht monokristallines
Segment aufzuteilen, das im wesentlichen seitlich das erste nicht monokristalline Segment umgibt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die nicht monokristalline und die leitende Schicht jeweils hauptsächlich
aus Polysilicium und Metall bestehen.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, welches den weiteren Schritt der Einführung von Dotierungsstoffen in den
aktiven Bereich zum Erzeugen aktiver MOSFET-Zellen einschließt .
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem
ein Teil der Sourceelektrode während des Bemusterungsschrittes so gebildet wird, daß er die nicht monokristalline
Schicht über dem Abschlußbereich kontaktiert.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der freiliegende Teil der nicht monokristallinen Schicht seitlich von der
Stelle getrennt ist, an der die Sourceelektrode die nicht monokristalline Schicht kontaktiert.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, bei dem der spezielle Teil der leitenden Schicht so ausgebildet
wird, daß er vertikal vom Abschlußbereich beabstandet ist.
12. Verfahren zum Erzeugen eines Leistungs-MOSFET,
welches die folgenden Schritte umfaßt:
Bilden einer nicht monokristallinen Halbleiterschicht über einer ersten Isolierschicht entlang eines Halbleiterkörpers
eines ersten Leitfähigkeitstyps mit einem aktiven Hauptbereich und einem Umfangsabschlußbereich,
Bemustern der nicht monokristallinen Schicht um (a) eine Öffnung, die über dem aktiven Bereich liegt, und (b)
eine Öffnung zu bilden, die über dem Abschlußbereich liegt und im wesentlichen seitlich die Öffnung über dem aktiven
Bereich umgibt, um die nicht monokristalline Schicht in (bl) einen nicht monokristallinen Hauptbereich, der weitgehend
über dem aktiven Bereich liegt, und (b2) einen seitlich getrennten nicht monokristallinen Umfangsbereich aufzuteilen,
der über dem Abschlußbereich liegt,
Einführen eines Dotierungsstoffes eines zweiten Leitfähigkeitstyps,
der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist, durch die Öffnungen in den Halbleiterkörper, um
(a) einen Körperbereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps im
aktiven Bereich und (b) einen Feldplattenbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps im Abschlußbereich zu bilden,
selektives Einführen eines Dotierungsstoffes des ersten
Leitfähigkeitstyps durch die Öffnung über dem aktiven Bereich
in den Halbleiterkörper, aber im wesentlichen nicht durch die Öffnung über dem Abschlußbereich, um einen Source-
bereich des ersten Leitfähigkeitstyps im Körperbereich zu
bilden,
Bilden einer zweiten Isolierschicht über den nicht monokristallinen Teilen und in den Öffnungen,
selektives Entfernen von Teilen wenigstens der zweiten Isolierschicht, um wenigstens einen Teil des Sourcebereiches,
des Feldplattenbereiches und der beiden nicht monokristallinen Teile freizulegen, und
Erzeugen (a) einer Gateelektrode, die den nicht monokristallinen Hauptbereich kontaktiert, (b) einer Sourceelektrode,
die den Sourcebereich, den Feldplattenbereich und den nicht monokristallinen Umfangsteil kontaktiert, und (c)
einer Drainelektrode, die den Halbleiterkörper kontaktiert.
13. Verfahren nach Anspruch 12, welches weiterhin den
Schritt der Ätzung des nicht monokristallinen Umfangsteils durch eine ringförmige Öffnung einschließt, die durch die
zweite Isolierschicht während oder nach dem selektiven Entfernungsschritt
ausgebildet wird, um den nicht monokristallinen Umfangsteil in (a) ein erstes nicht monokristallines
Segment, das die Sourceelektrode kontaktiert und im wesentlichen seitlich den aktiven Bereich umgibt und (b) ein seitlich
getrenntes zweites nicht monokristallines Segment zu unterteilen, das im wesentlichen seitlich das erste nicht
monokristalline Segment umgibt.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem die
Dicke der ersten Isolierschicht 100 bis 1000 A beträgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem die erste Isolierschicht eine im wesentlichen gleichmäßige
Stärke hat.
0635 &dgr;&dgr;&dgr;
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, welches weiterhin den Schritt der Einführung eines Dotierungsstoffes des zweiten Leitfähigkeitstyps durch Öffnungen einschließt,
die während oder nach dem selektiven Entfernungsschritt erzeugt werden, um (a) eine stärker dotierte Körperkontaktzone,
die sich an den Körperbereich direkt anschließt, und {b) eine stärker dotierte Feldplattenkontaktzone
zu bilden, die sich an den Feldplattenbereich direkt anschließt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Sourceelektrode die Kontaktzone kontaktiert.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei
dem der Erzeugungsschritt
das Ablegen einer Metallschicht über der Isolierschicht, um den Sourcebereich, den Feldplattenbereich und
die beiden nicht monokristallinen Teile zu kontaktieren,
das Bemustern der Metallschicht zur Bildung der Gate- und Sourceelektroden und
das separate Bilden der Drainelektrode umfaßt, um den
Halbleiterkörper an einer Stelle zu kontaktieren, die vom Sourcebereich, vom Feldplattenbereich und von den beiden
nicht monokristallinen Teilen beabstandet ist.
19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem im wesentlichen der gesamte Teil der Metallschicht über dem zweiten nicht
monokristallinen Segment während des Bemusterungsschrittes der Metallschicht entfernt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem ein zusätzlicher Teil der Metallschicht über wenigstens einem Teil des
zweiten nicht monokristallinen Segmentes während des Bemusterungsschrittes der Metallschicht bleibt.
21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem ein zusätzlicher Teil der Metallschicht so gebildet wird, daß er vertikal
vom Abschlußbereich beabstandet ist.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 21, bei
dem der selektive Entfernungsschritt mit sich bringt, daß Teile wenigstens der zweiten Isolierschicht entfernt werden,
um dahindurch (a) eine weitere Öffnung herunter zum Sourcebereich,
(b) eine weitere Öffnung herunter zum Feldplattenbereich, (c) wenigstens eine weitere Öffnung herunter zum
nicht monokristallinen Hauptteil und (d) wenigstens eine weitere Öffnung herunter zum nicht monokristallinen Umfangsteil
zu bilden.
23. Leistungs-MOSFET mit
einem Halbleiterkörper, der einen aktiven Hauptbereich und einen Umfangsabschlußbereich aufweist,
wenigstens einem Sourcebereich, der sich im aktiven Bereich befindet,
einer ersten Isolierschicht, die über dem aktiven Bereich und dem Abschlußbereich liegt,
einem ersten polykristallinen Halbleiterteil, der über der ersten Isolierschicht weitgehend über dem aktiven Bereich
angeordnet ist,
einem polykristallinen Umfangshalbleitersegment, das
über der ersten Isolierschicht über dem Abschlußbereich und seitlich vom polykristallinen Hauptteil getrennt angeordnet
ist,
einer zweiten Isolierschicht, die über dem polykristallinen Hauptteil und dem polykristallinen Umfangssegment
liegt,
einer Gateelektrode, die den polykristallinen Hauptteil kontaktiert,
einer Sourceelektrode, die jeden Sourcebereich kontak-
tiert, und
einem Metallteil, der das polykristalline Umfangssegment kontaktiert, wobei der Metallteil seitlich von den
Source- und Gateelektroden getrennt ist und das polykristalline Umfangssegment über einem Ritzlinienteil des Abschlußbereiches
verläuft, um während einer Vereinzelung vereinzelt zu werden.
24. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 23, bei dem das polykristalline Umfangssegment im wesentlichen seitlich den
polykristallinen Hauptteil umgibt.
25. Leistungs-MOSFET mit
einem Halbleiterkörper, der einen aktiven Hauptbereich und einen Umfangsabschlußbereich aufweist,
wenigstens einem Sourcebereich, der im aktiven Feld angeordnet ist,
einem Feldplattenbereich, der sich im Abschlußbereich befindet,
einer ersten Isolierschicht, die über dem aktiven Bereich und dem Abschlußbereich liegt,
einem polykristallinen Halbleiterhauptteil, der über der ersten Isolierschicht weitgehend über dem aktiven Bereich
angeordnet ist,
ersten und zweiten polykristallinen Halbleiterumfangssegmenten,
die über der ersten Isolierschicht oberhalb des Abschlußbereiches und seitlich voneinander und vom polykristallinen
Hauptteil getrennt angeordnet sind,
einer zweiten Isolierschicht, die über dem polykristallinen Hauptteil und den polykristallinen UmfangsSegmenten
liegt,
einer Gateelektrode, die den polykristallinen Hauptteil kontaktiert,
einer Sourceelektrode, die die Sourcebereiche, den
Feldplattenbereich und das erste polykristalline Segment kontaktiert,
einer Drainelektrode, die den Halbleiterkörper kontaktiert, und
einem Metallteil, der das zweite polykristalline Segment kontaktiert, wobei der Metallteil seitlich von den
Source- und Gateelektroden getrennt ist und das zweite polykristalline Segment über einem Ritzlinienteil des Abschlußbereiches
verläuft, um während eines Vereinzelungsvorganges vereinzelt zu werden.
26. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 25, bei dem das
erste polykristalline Segment im wesentlichen seitlich den polykristallinen Hauptteil umgibt und das zweite polykristalline
Segment im wesentlichen seitlich das erste polykristalline Segment umgibt.
27. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 25 oder 26, bei dem
der Feldplattenbereich einen kreisringförmigen Feldring umfaßt, der im wesentlichen am ersten polykristallinen Segment
entlang und teilweise unter dem ersten polykristallinen Segment verläuft und einen PN Übergang mit dem benachbarten
Material des Abschlußbereiches außerhalb des Feldringes bildet.
28. Leistungs-MOSFET nach einem der Ansprüche 23 bis
27, bei dem die zweite Isolierschicht auch über dem Ritzlinienteil
verläuft, um während des Vereinzelungsvorganges vereinzelt zu werden.
29. Leistungs-MOSFET nach einem der Ansprüche 23 bis
28, bei dem der Metallteil im wesentlichen seitlich die Source- und Gateelektroden umgibt.
0635 88S
- &iacgr;&ogr; -
30. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 29, bei dem Isoliermaterial
seitlich den Metallteil entlang dessen Außenumfang umgibt.
31. Leistungs-MOSFET nach einem der Ansprüche 23 bis 30, bei dem der Metallteil vertikal vom Abschlußbereich
beabstandet ist.
32. Leistungs-MOSFET mit
einem Halbleiterkörper, der einen aktiven Hauptbereich und einen Umfangsabschlußbereich aufweist,
wenigstens einem Sourcebereich, der sich im aktiven Bereich befindet,
einem Feldplattenbereich, der sich im Abschlußbereich befindet,
einer ersten Isolierschicht mit im wesentlichen gleichmäßiger Stärke, die über dem aktiven Bereich und dem Abschlußbereich
liegt,
einem polykristallinen Halbleiterhauptteil, der über der ersten Isolierschicht und weitgehend über dem aktiven
Bereich angeordnet ist,
einem polykristallinen Halbleiterumfangssegment, das über der ersten Isolierschicht und über dem Abschlußbereich
angeordnet und seitlich vom polykristallinen Hauptteil getrennt ist,
einer zweiten Isolierschicht, die über dem polykristallinen Hauptteil und dem polykristallinen Umfangssegment
liegt,
einer Gateelektrode, die den polykristallinen Hauptteil kontaktiert,
einer Sourceelektrode, die den Feldplattenbereich, das polykristalline Umfangssegment und jeden Sourcebereich kontaktiert,
wobei das polykristalline Umfangssegment seitlich von der Stelle beabstandet ist, an der die Sourceelektrode
- Ii -
den Feldplattenbereich kontaktiert, und
einer Drainelektrode, die den Halbleiterkörper kontaktiert.
33. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 32, bei dem die Dicke der ersten Isolierschicht 100 bis 1000 Ä beträgt.
34. Leistungs-MOSFET nach Anspruch 32 oder 33, bei dem
der Feldplattenbereich einen krexsringförmigen Feldring umfaßt, der im wesentlichen am polykristallinen Umfangssegment
entlang und wenigstens teilweise unter dem polykristallinen Umfangssegment verläuft und einen PN Übergang mit dem
benachbarten Material des Abschlußbereiches außerhalb des Feldringes bildet.
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