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DE102005046007A1 - Lateral compensation semiconductor component for use as high voltage transistor, has coupling layers for connection of compensation cells with each other, where layers are of p-type conduction and are in connection with source region - Google Patents

Lateral compensation semiconductor component for use as high voltage transistor, has coupling layers for connection of compensation cells with each other, where layers are of p-type conduction and are in connection with source region Download PDF

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DE102005046007A1
DE102005046007A1 DE102005046007A DE102005046007A DE102005046007A1 DE 102005046007 A1 DE102005046007 A1 DE 102005046007A1 DE 102005046007 A DE102005046007 A DE 102005046007A DE 102005046007 A DE102005046007 A DE 102005046007A DE 102005046007 A1 DE102005046007 A1 DE 102005046007A1
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DE
Germany
Prior art keywords
compensation
cells
area
substrate
semiconductor device
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DE102005046007A
Other languages
German (de)
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DE102005046007B4 (en
Inventor
Armin Dipl.-Phys. Willmeroth
Markus Dipl.-Phys. Schmitt
Carolin Dipl.-Phys. Tolksdorf
Michael Dr.rer.nat. Rüb
Uwe Dr.-Ing. Wahl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein laterales Kompensationshalbleiterbauteil (1) mit gekoppelten Kompensationszellen (18) und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Dazu weist das laterale Kompensationshalbleiterbauteil (1) ein Driftgebiet (19) auf, das die Kompensationszellen (18) umgibt und zwischen einem Sourcegebiet (20) und einem Draingebiet (19) in einem Halbleiterkörper (22) angeordnet ist. Dabei ist das Driftgebiet (21) mit den Kompensationszellen (18) auf einem Substrat (23) gleichen Leitungstyps wie die Kompensationszellen (18) angeordnet. Das Substrat (23) steht elektrisch mit dem Sourcegebiet (20) in Verbindung, wobei zur elektrischen Kopplung der hochdotierten Kompensationszellen (18) untereinander Kopplungsschichten (24) oder Kopplungsstrukturen gleichen Leitungstyps wie die Kompensationszellen (18) in dem lateralen Kompensationshalbleiterbauteil (1) angeordnet sind und mit dem Sourcegebiet (20) elektrisch in Verbindung stehen.The invention relates to a lateral compensation semiconductor component (1) with coupled compensation cells (18) and a method for its production. For this purpose, the lateral compensation semiconductor component (1) has a drift region (19) which surrounds the compensation cells (18) and is arranged in a semiconductor body (22) between a source region (20) and a drain region (19). The drift region (21) with the compensation cells (18) is arranged on a substrate (23) of the same conductivity type as the compensation cells (18). The substrate (23) is electrically connected to the source region (20), with coupling layers (24) or coupling structures of the same conductivity type as the compensation cells (18) being arranged in the lateral compensation semiconductor component (1) for the electrical coupling of the highly doped compensation cells (18) and are electrically connected to the source region (20).

Description

Die Erfindung betrifft ein laterales Kompensationshalbleiterbauteil mit untereinander gekoppelten hochdotierten Kompensationszellen, die in einem die Kompensationszellen umgebenden Driftgebiet mit komplementärem Leitungstyp zwischen einem Sourcegebiet und einem Draingebiet in einem Halbleiterkörper angeordnet sind.The The invention relates to a lateral compensation semiconductor device with mutually coupled highly doped compensation cells, in a surrounding the compensation cells drift region with complementary Line type between a source area and a drain area in a semiconductor body are arranged.

Ein derartiges laterales Kompensationshalbleiterbauteil ist als lateraler Hochspannungstransistor aus der Druckschrift DE 198 28 191 C1 bekannt. Wie die anliegende 23 zeigt, weist das bekannte Kompensationshalbleiterbauteil 17 ein p-leitendes Silizium-Halbleitersubstrat 23 auf. Auf dem p-leitenden Silizium-Halbleitersubstrat 23 ist eine n-leitende Epitaxieschicht 41 vorgesehen, in deren Oberfläche 16 ein n+-leitendes Drainelektroden-Anschlussgebiet 40, an welchem eine Spannung +UDS anliegt, angeordnet ist. Eine p-leitende Wanne 42 und ein n+-leitendes Sourceelektroden-Anschlussgebiet 37 sind gegenüberliegend zu dem Draninelektroden-Anschlussgebiet 40 in die Oberfläche 26 der Epitaxieschicht 41 eingebracht. Die Wanne 42 und das Gebiet 37 sind mit Masse verbunden.Such a lateral compensation semiconductor component is described as a lateral high-voltage transistor from the document DE 198 28 191 C1 known. Like the adjoining 23 shows, the known compensation semiconductor device 17 a p-type silicon semiconductor substrate 23 on. On the p-type silicon semiconductor substrate 23 is an n-type epitaxial layer 41 provided in its surface 16 an n + -type drain electrode junction region 40 , to which a voltage + U DS is applied, is arranged. A p-type pan 42 and an n + -type source electrode terminal region 37 are opposite to the Draninelektroden Anschlussgebiet 40 in the surface 26 the epitaxial layer 41 brought in. The tub 42 and the area 37 are connected to ground.

Oberhalb der p-leitenden Wanne 42 ist über eine Gate-Isolierschicht 39 aus beispielsweise Siliziumdioxid eine Gateelektrode 38 mit einem Kontakt G angeordnet. Gemäß diesem Stand der Technik befinden sich zwischen dem Anschlussgebiet 37 für die Sourceelektrode 45 und dem Anschlussgebiet 40 für die Drainelektrode 46 Trenche 43, die beispielsweise durch Ätzen in die Epitaxieschicht 41 eingebracht sind und deren Wände 53 mit p+-Dotierstoff, beispielsweise mit Bor, hochdotiert sind. Dies kann durch Ausdiffusion aus p-dotiertem polykristallinem Silizium oder aus einer entsprechenden Oxidfüllung geschehen. Die Trenche 43 sind dabei in Reihen parallel zu dem Sourcegebiet 20 und Zeilen senkrecht dazu angeordnet, wobei sie zeilenweise auf der Oberfläche mit einem schmalen p-leitenden Streifen 44 miteinander verbunden sind. Die Trenche 43 sind hauptsächlich kapazitiv gekoppelt und über die schmalen p-leitenden Streifen 44 zeilenweise miteinander und mit der p-leitenden Wanne 42 hochohmig verbunden.Above the p-type well 42 is over a gate insulating layer 39 For example, silicon dioxide is a gate electrode 38 arranged with a contact G. According to this prior art are located between the terminal area 37 for the source electrode 45 and the connection area 40 for the drain electrode 46 trenches 43 For example, by etching in the epitaxial layer 41 are introduced and their walls 53 with p + dopant, such as boron, are highly doped. This can be done by outdiffusion from p-doped polycrystalline silicon or from a corresponding oxide filling. The Trenche 43 are in rows parallel to the source area 20 and rows perpendicular thereto, line by line on the surface with a narrow p-type stripe 44 connected to each other. The Trenche 43 are mainly capacitively coupled and over the narrow p-type stripes 44 line by line with each other and with the p-type well 42 connected with high resistance.

Bei Anlegung einer steigenden Spannung +UDS an das Anschlussgebiet 40 wächst die Raumladungszone von der Seite des Sourcegebiets 20 mit dem Sourceelektroden-Anschlussgebiet 37 aus in Richtung zu der Seite der Drainelektrode 46 in dem Drainelektroden-Anschlussgebiet 40 an. Wenn die Spannung weit genug angestiegen ist, um die p-leitenden Streifen 44 auszuräumen, floaten die p+-leitenden Trenche 43 und sind dabei reihenweise auf dem Potential, mit dem die Raumladungszone die entsprechende Reihe erreicht.Upon application of an increasing voltage + U DS to the connection region 40 the space charge zone grows from the side of the source region 20 with the source electrode connection region 37 out toward the drain electrode side 46 in the drain electrode terminal region 40 at. When the voltage has risen far enough to make the p-type strip 44 to clear out, the p + -type trenches floated 43 and are in rows at the potential, with which the space charge zone reaches the corresponding row.

Der Abstand a zwischen den Reihen der Trenche 43 ist derart bemessen, dass die Ausräumung an Ladungsträgern der Epitaxieschicht 41 zwischen den Reihen früher erfolgt als die Trenche 43 zur n-leitenden Epitaxieschicht 41 die sog. Durchbruchsspannung erreichen. Die Struktur der Trenche 43 ist säulenförmig mit ringförmigem oder langgezogenem elliptoidartigem Querschnitt ausgeführt und erreicht eine Trenchtiefe T, die geringer ist als die Dicke D der Epitaxieschicht 41. Somit verbleibt unter den Trenchen eine Pufferzone 27 aus schwach dotiertem n--leitendem Material, das dem Material der n--leitenden Epitaxieschicht 41 entspricht.The distance a between the rows of trenches 43 is dimensioned such that the removal of charge carriers of the epitaxial layer 41 between the rows earlier takes place as the Trenche 43 to the n-type epitaxial layer 41 reach the so-called breakdown voltage. The structure of the Trenche 43 is formed in a columnar shape with an annular or elongated elliptoid-like cross section and reaches a depth of penetration T, which is less than the thickness D of the epitaxial layer 41 , Thus, a buffer zone remains under the trenches 27 of lightly doped n - type material, which is the material of the n - type epitaxial layer 41 equivalent.

Die nur kapazitiv gekoppelten hochdotierten "floatenden" Kompensationszellen 18 sind insbesondere bei schnellen Schaltvorgängen von Nachteil, weil dann diese hochdotierten Gebiete selbst über die schmalen sehr hochohmigen p--leitenden Streifen 44 nicht ausreichend schnell entladen werden können. Insbesondere bei Planaren MOS-Strukturen wird durch diese Streifen 44 die Kanalweite des Kanalgebiets 52 am Übergang zum Driftgebiet 19 eingeengt, womit Verluste im Einschaltzustand verbunden sind.The only capacitively coupled highly doped "floating" compensation cells 18 are particularly disadvantageous in fast switching operations, because then these highly doped areas even over the narrow very high-impedance p - -line stripes 44 can not be unloaded fast enough. Especially in planar MOS structures is through these strips 44 the channel width of the channel area 52 at the transition to the drift area 19 narrowed, which losses are connected in the on state.

Ein weiterer Nachteil insbesondere bei vertikalen MOS-Bauelementen ist, dass der Kapazitätsverlauf der Ausgangskapazität mit dem Spannungsanstieg bei hohen Drain-Source-Spannungen +UDS steil abfällt und deshalb in Schaltnetzteilen hochfrequente Störfelder erzeugt, die mit hohem nachgeschaltetem Filteraufwand bei derartigen Kompensationshalbleiterbauteilen 17 herausgefiltert werden müssen, um entsprechende elektromagnetische Verträglichkeitsnormen (EMV-Normen) zu erfüllen. Dieser Nachteil existiert vor allem bei vertikalen Kompensationsbauelementen. Bei. Bauelementen gemäß DE 198 28 191 C1 ist dieser nachteilige Effekt weniger ausgeprägt, da DE 198 28 19 C1 ein laterales Kompensationsbauelement offenbart. Der Aufwand an Störfiltern kann dabei für entsprechende Schaltnetzteile in räumlicher Hinsicht wie auch im Hinblick auf die Kosten erheblich sein.A further disadvantage, in particular in the case of vertical MOS components, is that the capacitance curve of the output capacitance drops sharply with the voltage increase at high drain-source voltages + U DS and therefore generates high-frequency interference fields in switched-mode power supplies, which with high downstream filter expenditure in the case of such compensation semiconductor components 17 must be filtered out in order to comply with the relevant electromagnetic compatibility standards (EMC standards). This disadvantage exists especially with vertical compensation components. In. Components according to DE 198 28 191 C1 this adverse effect is less pronounced because DE 198 28 19 C1 discloses a lateral compensation component. The burden of noise filters can be considerable for corresponding switching power supplies in terms of space as well as in terms of cost.

Aufgabe der Erfindung ist es, die oben erwähnten Nachteile von herkömmlichen Kompensationshalbleiterbauteilen zu überwinden und ein Kompensationshalbleiterbauteil anzugeben, das kostengünstig herstellbar ist und eine verbesserte Einschalt- und Sperrcharakteristik zeigt.task The invention is to overcome the above-mentioned disadvantages of conventional ones Compensating to overcome semiconductor devices and a compensation semiconductor device indicate that cost can be produced and shows an improved switch-on and blocking characteristic.

Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved with the subject of the independent claims. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird im Bezug auf einen ersten Aspekt der Erfindung ein laterales Kompensationshalbleiterbauteil mit untereinander gekoppelten hochdotierten Kompensationszellen eines Leitungstyps geschaffen. Die Kompensationszellen sind von einem Driftgebiet mit komplementärem Leitungstyp umgeben und zwischen einem Sourcegebiet und einem Draingebiet in einem Halbleiterkörper angeordnet. Driftgebiet und Kompensationszellen sind auf einem Substrat mit gleichem Leitungstyp wie die Kompensationszellen angeordnet. Dabei steht das Substrat elektrisch mit dem Sourcegebiet in Verbindung. Zur elektrischen Kopplung der hochdotierten Kompensationszellen untereinander sind Kopplungsschichten oder Kopplungsstrukturen gleichen Leitungstyps wie die Kompensationszellen in dem lateralen Kompensationshalbleiterbauteil angeordnet und stehen mit dem Sourcegebiet elektrisch in Verbindung.According to the invention is in Referring to a first aspect of the invention, a lateral compensation semiconductor device with mutually coupled highly doped compensation cells created a type of line. The compensation cells are from a drift region with complementary Line type surrounded and between a source area and a drain area arranged in a semiconductor body. Drift region and compensation cells are on a substrate with the same conductivity type as the compensation cells arranged. there the substrate is electrically connected to the source region. For the electrical coupling of the heavily doped compensation cells between them are coupling layers or coupling structures of the same conductivity type like the compensation cells in the lateral compensation semiconductor device arranged and electrically connected to the source region.

Unter Kompensationszellen werden sowohl Säulen oder Platten aus hochdotiertem Halbleitermaterial eines Leitungstyps, die in ein oder mehrere Epitaxischichten eingebracht sind, verstanden als auch Trenche, die in einem Driftgebiet eines Halbleiterkörpers angeordnet sind und beispielsweise durch Ätzen oder Laserablation und/oder Plasmazerstäubung eingebracht und in den Wandbereichen der Trenche mit dem einen Leitungstyp hochdotiert sind, wie es aus der Druckschrift DE 198 28 191 C1 bekannt ist. In eingeschränktem Masse kann die erfindungsgemäße Struktur auch auf Kompensationshalbleiterbauteile mit einer Feldplattenkonstruktion übertragen werden.Compensation cells are understood as meaning both columns or plates of highly doped semiconductor material of a conductivity type incorporated in one or more epitaxial layers, and trenches arranged in a drift region of a semiconductor body and introduced, for example, by etching or laser ablation and / or plasma sputtering, and in the wall regions the trenches are highly doped with the one conductivity type, as it is from the document DE 198 28 191 C1 is known. To a limited extent, the inventive structure can also be transferred to compensation semiconductor components with a field plate construction.

Das erfindungsgemäße Kompensationshalbleiterbauteil hat den Vorteil einer hohen Spannungsfestigkeit, die durch die beabstandete Aneinanderreihung von Kompensationszellen auf der Source-Drain-Strecke erreicht wird. Die beabstandeten Kompensationszellen im Driftgebiet wirken wie ein Spannungsteiler für die zwischen Sourcegebiet und Draingebiet angelegte Drain-Source-Spannung +UDS. Beim Hochlauf der Spannung UD wird nach Ausräumen der schwach dotierten p-Gebiete zunächst das umgebende Driftgebiet der Reihe der Kompensationszellen ausgeräumt, die am nächsten zu dem Sourcegebiet liegt.The compensation semiconductor device according to the invention has the advantage of a high dielectric strength, which is achieved by the spaced juxtaposition of compensation cells on the source-drain path. The spaced compensation cells in the drift region act as a voltage divider for the drain-source voltage + U DS applied between source region and drain region. When starting up the voltage U D , after clearing out the weakly doped p regions, first the surrounding drift region of the row of compensation cells that lies closest to the source region is eliminated.

Ein Vorteil der Erfindung ist es, darüber hinaus, dass der Kapazitätsverlauf durch Variation der Abstände zwischen den Kompensationszellen gezielt eingebracht werden kann.One Advantage of the invention is, moreover, that the capacity curve by varying the distances can be introduced selectively between the compensation cells.

Wenn das elektrische Feld sich im Driftgebiet soweit ausgedehnt hat, bis die nächste Reihe hochdotierter Kompensationszellen erreicht ist, dann wird erst das um diese zweite Reihe hochdotierten Zellen herum angeordnete Driftgebiet ausgeräumt. Solange die Kompensationszellen äquidistant in Reihen zwischen dem Sourcegebiet und dem Draingebiet angeordnet sind, ergibt sich somit ein nahezu konstanter Verlauf der Ausgangskapazität. Durch Variation des Abstandes lässt sich jedoch das elektrische Feld entlang der Driftstrecke gut modulieren, das bei einem weiteren Aspekt der erfindungsgemäßen Ausführungsformen benutzt wird. Anstelle einer Felderhöhung kann so z. B. an Strukturkanten der Kompensationszellen oder an Feldplattenenden das Feld gezielt beeinflusst werden.If the electric field has expanded so far in the drift area, until the next one Range of highly doped compensation cells is reached, then only the around this second row highly doped cells arranged around Drift area cleared. As long as the compensation cells equidistant arranged in rows between the source region and the drain region are thus results in a nearly constant course of the output capacitance. By Variation of the distance leaves but modulate the electric field well along the drift path, which is used in a further aspect of the embodiments according to the invention. Instead of a field increase can so z. B. to structural edges of the compensation cells or to Feldplattenenden the field can be influenced.

Das erfindungsgemäße laterale Kompensationshalbleiterbauteil hat darüber hinaus den Vorteil, dass die Kompensationsgebiete über die elektrischen Kopplungsschichten nach einem Ein schaltvorgang von hoher Spannung entladen werden, so dass der Einschaltwiderstand nicht erhöht wird.The lateral according to the invention Compensating semiconductor device also has the advantage that the compensation areas over the electrical coupling layers after a switching operation be discharged from high voltage, so that the on-resistance not increased becomes.

Dazu werden in einer ersten Ausführungsform der Erfindung die hochdotierten Kompensationszellen bis in das Substratgebiet mit gleichem Leitungstyp wie die Kompensationszellen unter Überwindung der oben erwähnten Pufferzonen verlängert. Damit dennoch benachbarte hochdotierte Gebiete auf unterschiedlichen Potentialen liegen können, muss das Anschlussgebiet um das hochdotierte Gebiet herum, d. h. das Driftgebiet, ausräumbar sein, da sonst die hochdotierten Gebiete auf gleichem Potential stehen bleiben. Um das zu erreichen, ist es vorgesehen, dass das Substrat, in das die hochdotierten Zellen hineinragen, in dieser ersten Ausführungsform der Erfindung schwach dotiert ist. Dabei werden die hochdotierten Kompensationszellen über das schwach dotierte Substrat zwar angeschlossen, aber nicht kurzgeschlossen, sodass durch eine entsprechend niedrige Substratdotierung eine Potentialtrennung zwischen benachbarten hochdotierten Kompensationszellen erreicht werden kann.To be in a first embodiment invention, the highly doped compensation cells into the substrate area with the same conductivity type as the compensation cells with overcoming the above mentioned Buffer zones extended. In order to nevertheless adjacent highly doped areas at different potentials can lie must the connection area around the heavily doped area, d. H. the Drift area, can be cleared out otherwise the highly-paid areas will be at the same potential stay standing. To achieve that, it is envisaged that the Substrate, in which the highly doped cells protrude, in this first embodiment of the Invention is lightly doped. The heavily doped compensation cells become weak doped substrate connected, but not shorted, so that by a correspondingly low substrate doping potential separation achieved between adjacent highly doped compensation cells can be.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Substrat zwar hochdotiert, weist aber eine schwach dotierte Schicht auf dem hochdotierten Substrat auf, wobei die schwach dotierte Schicht die Kopplungsschicht bildet und sich die Kompensationszellen von der Oberseite des Halbleiterkörpers bis in die schwach dotierte Kopplungsschicht erstrecken. Somit werden die hochdotierten Kompensationszellen über eine schwach dotierte Kopplungsschicht an das Substrat angeschlossen, das seinerseits mit der Sourceelektrode des Kompensationshalbleiterbauteils elektrisch in Verbindung steht. Damit wird einerseits eine Entladung über die schwach dotierte Kopplungssschicht gewährleistet und andererseits dafür ge sorgt, das eine Potentialtrennung zwischen den benachbarten hochdotierten Kompensationszellen möglich ist.In a further embodiment Although the substrate is highly doped, but has a lightly doped layer on the heavily doped substrate, wherein the lightly doped layer forms the coupling layer and itself the compensation cells from the top of the semiconductor body up extend into the lightly doped coupling layer. Thus be the highly doped compensation cells via a weakly doped coupling layer connected to the substrate, which in turn connected to the source electrode of the compensation semiconductor device is electrically connected. On the one hand, this results in a discharge via the lightly doped coupling layer guaranteed and on the other hand for that ge ensures a potential separation between the adjacent highly doped Compensation cells possible is.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine schwach dotierte Schicht im Bereich der Oberseite des Halbleiterkörpers als Kopplungsschicht eingesetzt. In dieser Ausführungsform erstrecken sich die Kompensationszellen von der schwach dotierten Schicht im Bereich der Oberseite des Halbleiterkörpers bis zu einer Pufferzone aus Driftgebietmaterial über dem Substrat. Damit reichen die Kompensationszellen nicht bis in das Substrat hinein wie bei den ersten beiden Ausführungsformen der Erfindung. Das kritische Gebiet zwischen der dem Sourcegebiet nächstliegenden Reihe von Kompensationszellen kann derart strukturiert sein, dass lediglich schwach dotierte schmale Streifen diese Reihe mit der Bodyzone des Sourcegebiets verbinden. Ansonsten erstreckt sich die Kopplungsschicht großflächig über das gesamte Driftgebiet und verbindet elektrisch die hochdotierten Kompensationszellen, wobei diese Kopplungsschicht einen hohen Flächenwiderstand aufweist, um zu gewährleisten, dass auch eine Potentialtrennung zwischen benachbarten Reihen hochdotierter Kopplungszellen gewährleistet bleibt.In a further embodiment of the invention A weakly doped layer is used in the region of the upper side of the semiconductor body as the coupling layer. In this embodiment, the compensation cells extend from the lightly doped layer in the region of the upper side of the semiconductor body to a buffer zone of drift region material above the substrate. Thus, the compensation cells do not extend into the substrate as in the first two embodiments of the invention. The critical region between the row of compensation cells closest to the source region can be structured in such a way that only lightly doped narrow strips connect this series to the body zone of the source region. Otherwise, the coupling layer extends over a large area over the entire drift region and electrically connects the highly doped compensation cells, wherein this coupling layer has a high surface resistance in order to ensure that a potential separation between adjacent rows of highly doped coupling cells remains ensured.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die meisten hochdotierten Kompensationszellen über eine oberflächennahe Kopplungsschicht miteinander verbunden. Der problematische Bereich am Kanalende wird jedoch ohne eine derartige schwach dotierte Kopplungsschicht ausgeführt, wobei für die Kopplung der nächstliegend benachbarten Reihe von Kompensationszellen zum Sourcegebiet ein schwach dotierter Schichtbereich auf dem Substrat angeordnet ist. Diese Ausführungsform der Erfindung ist somit dadurch gekennzeichnet, dass eine schwach dotierte schichtförmige Kopplungsstruktur teilweise auf der Oberseite des Halbleiterkörpers und auf dem Substrat angeordnet ist, wobei die schwach dotierte Kopplungsstruktur auf dem Substrat mindestens die Kopplungszellen unterhalb des Bodygebiets mit der ersten benachbarten Reihe von Kompensationszellen verbindet, und die schichtförmige Kopplungsstruktur auf der Oberseite des Halbleiterkörpers die restlichen Kompensationszellen elektrisch untereinander verbindet. Dabei kann die mindestens eine dem Bodygebiet unmittelbar benachbarte Kompensationszelle sowohl in die schichtförmige Kopplungsstruktur auf der Oberseite des Halbleiterkörpers als auch in die schwachdotierte Kopplungsstruktur auf dem Substrat hineinreichen. Damit wird erreicht, dass der problematische Bereich am Kanalende ohne eine schwach dotierte Kopplungsschicht auskommt und dennoch sämtliche Kompensationszonen über eine Kopplungsstruktur teilweise auf der Oberseite und teilweise auf dem Substrat nach einem Sperrvorgang entladen werden können, so dass ein niedriger Einschaltwiderstand erreicht wird.In a further embodiment According to the invention, most of the highly doped compensation cells will have one shallow Coupling layer interconnected. The problematic area at the channel end, however, without such a lightly doped coupling layer executed, wherein for the Coupling of the nearest adjacent row of compensation cells to the source region lightly doped layer region is arranged on the substrate. This embodiment The invention is thus characterized in that a weak doped layered Coupling structure partially on top of the semiconductor body and is disposed on the substrate, wherein the lightly doped coupling structure on the substrate at least the coupling cells below the body area connects to the first adjacent row of compensation cells, and the layered Coupling structure on top of the semiconductor body the remaining compensation cells electrically interconnects. In this case, the at least one immediately adjacent to the body region Compensation cell both in the layered coupling structure the top of the semiconductor body as well as in the weakly doped coupling structure on the substrate extend. This ensures that the problematic area at the End of the channel manages without a weakly doped coupling layer and nevertheless all compensation zones over one Coupling structure partly on the top and partly on can be discharged to the substrate after a locking operation, so that a low on resistance is achieved.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine schwach dotierte schichtförmige Kopplungsstruktur teilweise auf der Oberseite des Halbleiterkörpers und teilweise auf dem Substrat angeordnet. Dabei ist die schwach dotierte Kopplungsstruktur auf dem Substrat mindestens unterhalb des Sourcegebiets derart in Richtung auf das Sourcegebiet vergrößert, dass die dort vorhandene Dotierung des Driftgebiets im Sperrfall ohne zusätzliche hochdotierte Kompensationszellen kompensiert werden kann. Somit weist diese Ausführungsform der Erfindung keine hochdotierten Kompensationszonen unterhalb der Bodyzone des Kompensationshalbleiterbauteils auf, dafür übernimmt die Funktion des Ausräumens der Driftzone unterhalb der Bodyzone das erweiterte Gebiet der Kopplungsschicht im Bereich des Sourcegebiets.In a further embodiment In accordance with the invention, a lightly doped layered coupling structure is partially on the top of the semiconductor body and partially on the Substrate arranged. In this case, the weakly doped coupling structure is on the substrate at least below the source region in such a direction on the source area increases that the existing doping of the drift region in the blocking case without additional highly doped compensation cells can be compensated. Consequently has this embodiment The invention no highly doped compensation zones below the Bodyzone of the compensation semiconductor component on, it takes over the function of clearing the Drift zone below the body zone the extended area of the coupling layer in the area of the source area.

Vorzugsweise erstrecken sich die Kompensationszellen säulenförmig von der Oberseite des Halbleiterkörpers ausgehend orthogonal zu der Oberseite in den Halbleiterkörper hinein und weisen einen runden oder einen ovalen oder einen polygonalen, vorzugsweise einen hexagonalen oder einen quadratischen oder einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Funktion der hochdotierten Kompensationszellen ist nicht unmittelbar von dem Querschnitt der säulenförmigen Kompensationszellen abhängig, hat jedoch Auswirkungen auf die optimale Gestaltung eines lateralen Kompensationshalbleiterbauteils. Einen größeren Einfluss insbesondere auf die Potentialverteilung zwischen dem Sourcegebiet und dem Draingebiet hat jedoch der Abstand zwischen den Kompensationszellen. In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist dieser Abstand der Kompensationszellen nicht äquidistant, sondern er variiert zwischen dem Sourcegebiet und dem Draingebiet. Das hat den Vorteil, dass die Potentialverteilung in dem Driftgebiet entsprechend variiert wird. Bei großem Abstand entsteht eine große Potentialdifferenz und bei kleinem Abstand eine entsprechend geringere Potentialdifferenz zwischen den Kompensationszellen beim Anlegen einer Sperrspannung.Preferably The compensation cells extend in a columnar shape starting from the top side of the semiconductor body orthogonal to the top into the semiconductor body and have a round or an oval or a polygonal, preferably one hexagonal or a square or a rectangular cross section. The function of the heavily doped compensation cells is not immediate from the cross section of the columnar compensation cells dependent, However, it affects the optimal design of a lateral Compensation semiconductor component. In particular, a bigger influence on the potential distribution between the source region and the drain region but has the distance between the compensation cells. In one Another aspect of the invention is this distance of the compensation cells not equidistant, but it varies between the source area and the drain area. This has the advantage that the potential distribution in the drift region is varied accordingly. At a large distance creates a large potential difference and at a small distance, a correspondingly lower potential difference between the compensation cells when applying a blocking voltage.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat zusätzlich die Kopplungsschicht zwischen unterschiedlich beabstandeten Kompensationszellen keine gleichmäßig schwache Dotierstoffkonzentration, sondern eine lateral variierte. Diese laterale Variation kann unabhängig von den Abständen der Kompensationszellen sein oder auch damit korreliert. Sinnvoll ist eine höhere Dotierung der Kopplungsschicht im Bereich größerer Abstände der Kompensationszellen vorzusehen. Dabei können die Abstände der Kompensationszellen von dem Sourcegebiet zum Draingebiet variieren, während die Kopplungsschicht von dem Sourcegebiet zum Draingebiet hin eine gleichmäßig schwache Dotierstoffkonzentration aufweist. Durch diese unterschiedlichen Korrelationen zwischen der Dotierstoffkonzentration in der Kopplungsschicht und dem Abstand von Kompensationszonen untereinander wird der Kapazitätsverlauf bei ansteigender Drain-Source-Spannung dahingehend beeinflusst, dass ein Optimum gegenüber herkömmlichen lateralen Kompensationshalbleiterbauteilen erreicht wird. Dieses Optimum kann derart verbessert werden, dass bei Schaltnetzteilen auf zusätzliche kostenintensive und Raum beanspruchende Störfilter verzichtet werden kann.In addition, in a further embodiment of the invention, the coupling layer between differently spaced compensation cells does not have a uniformly weak dopant concentration but a laterally varied doping concentration. This lateral variation may be independent of, or correlated with, the distances of the compensation cells. It makes sense to provide a higher doping of the coupling layer in the region of larger distances of the compensation cells. In this case, the distances of the compensation cells from the source region to the drain region can vary, while the coupling layer has a uniformly weak dopant concentration from the source region to the drain region. As a result of these different correlations between the dopant concentration in the coupling layer and the distance of compensation zones from one another, the capacitance curve will be as the drain-source voltage increases The result is that an optimum over conventional lateral compensation semiconductor components is achieved. This optimum can be improved in such a way that switching power supplies can dispense with additional cost-intensive and space-consuming noise filters.

Der Kapazitätsverlauf über der Drain-Source-Spannung kann mit Hilfe der Variation der Dotierstoffkonzentration in den Kopplungsschichten und mit Hilfe der Abstandsvariation der Kompensationszellen zwischen Sourcegebiet und Draingebiet einem idealen Kapazitätsverlauf der Ausgangskapazität mit dem Spannungsanstieg bei hohen Drain-Source-Spannungen angenähert werden. Bei diesem idealen Kapazitätsverlauf soll der Spannungsanstieg bei hohen Drain-Source-Spannungen verlangsamt erfolgen. Demnach sollte die Kapazität möglichst nicht linear sein, sondern bei kleinen Drain-Source-Spannungen relativ groß, bei mittleren Drain-Source-Spannungen relativ klein und bei hohen Drain-Source-Spannungen wiederum die gleiche Größe erreichen wie bei kleinen Drain-Source-Spannungen. Somit ergibt sich ein "badewannenprofilartiger" Verlauf der Ausgangskapazität über der Drain-Source-Spannung als idealer Kapazitätsverlauf, der bei schnellen Schaltvorgängen keine Überschwingungen am Ausgang eines Kompensationshalbleiterbauteils erzeugt.Of the Capacity progression over the Drain-source voltage can be determined by the variation of the dopant concentration in the coupling layers and by means of the distance variation of the Compensation cells between source region and drain region an ideal capacitance profile the output capacity be approximated with the voltage increase at high drain-source voltages. In this ideal capacity process The voltage increase is slowed down at high drain-source voltages respectively. Accordingly, the capacity should preferably not be linear, but at small drain-source voltages relatively large, at medium Drain-source voltages are relatively small and at high drain-source voltages again reach the same size as with small drain-source voltages. This results in a "tub profile-like" profile of the output capacitance over the drain-source voltage as an ideal capacity curve, the at fast switching operations no overshoots generated at the output of a compensation semiconductor device.

Mit den oben erwähnten Möglichkeiten der Variation der Störstellenkonzentration in den Kopplungsschichten und der Ab standsvariation der Kompensationszonen voneinander wird das Problem der hochfrequenten Störungen in der Art gelöst, dass weniger hochfrequente Anteile des Spektrums durch das erfindungsgemäße Kompensationshalbleiterbauteil erzeugt werden und somit der Filteraufwand reduziert bis ganz vernachlässigt werden kann. Durch einen Kapazitätsverlauf über der Drain-Source-Spannung der Ausgangskapazität eines MOSFETs, der einen sog. "Badewannen"-Verlauf mit einem Minimum bei einer mittleren Drain-Source-Spannung, aufweist werden die Schaltflanken des Kompensationshalbleiterbauteils verrundet mit dem Ergebnis reduzierter hochfrequenter Störungen.With the above mentioned options the variation of the impurity concentration in the coupling layers and the distance variation of the compensation zones from each other will be the problem of high frequency interference the kind solved, that less high-frequency components of the spectrum by the compensation semiconductor device according to the invention be generated and thus reduces the filter effort to be completely neglected can. Through a capacity over the Drain-source voltage the output capacity a MOSFET, the so-called. "Baths" run with a Minimum at an average drain-source voltage rounded the switching edges of the compensation semiconductor device with the result of reduced high frequency noise.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Kompensationshalbleiterbauteil eine Kompensationsstruktur mit einem Mittenbereich zwischen dem Sourcegebiet und dem Draingebiet auf, in dem die Kompensationszellen einen größeren Abstand aufweisen als die Kompensationszellen, die benachbart zu dem Sourcegebiet und dem Draingebiet angeordnet sind. Dabei wird die Konzentration der Kopplungsschicht gleichbleibend auf schwacher Dotierung gehalten. In der Mitte ist das elektrische Feld im Bereich der vergrößerten Abstände nun erhöht. Dies resultiert daraus, dass weiter entfernte Kompensationszellen erst bei höherer Potentialdifferenz den vorhergehenden Kompensationszellen angeschlossen werden können, was automatisch ein höheres Feld bedeutet.In a further embodiment According to the invention, the compensation semiconductor device has a compensation structure with a central region between the source region and the drain region on, in which the compensation cells have a greater distance than the compensation cells adjacent to the source region and the drainage area are arranged. The concentration of the Coupling layer kept constant on weak doping. In the middle, the electric field is in the range of increased distances now elevated. This results from the fact that more distant compensation cells only at higher Potential difference connected to the previous compensation cells can be which automatically a higher one Field means.

In einer Ladekurve zeigt sich dies in einem leicht verzögerten Anstieg der Kapazität, was einer Verrundung der Schaltflanke des Kompensationshalbleiterbauteils gleichkommt. Auf diese Weise lässt sich durch die Abstandsvariation das Feld entlang der Driftstrecke in einfacher Weise modulieren. Anstelle einer Felderhöhung kann somit beispielsweise an Struk turkanten von Kompensationszellen oder Feldplattenenden das Feld gezielt erniedrigt werden.In A charge curve shows this in a slightly delayed increase the capacity what a rounding of the switching edge of the compensation semiconductor device equals. That way you can by the distance variation the field along the drift path in easy to modulate. Instead of a field increase can thus, for example, on turkanten structure of compensation cells or field plate ends the field are deliberately lowered.

Besonders gut lässt sich jedoch die Ausgangskapazität durch eine Variation der Dotierung der Kopplungsschicht unter gleichzeitiger Variation der Abstände der Kompensationszellen einstellen, so dass in den weiteren Ausführungsformen die Möglichkeiten der gleichzeitigen Variation von Abständen und Dotierstoffkonzentrationen aufgezeigt werden.Especially good However, the output capacity by a variation of the doping of the coupling layer with simultaneous Variation of distances adjust the compensation cells, so that in the other embodiments the possibilities the simultaneous variation of distances and dopant concentrations be shown.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Kompensationshalbleiterbauteil eine Kompensationsstruktur mit einem Mittenbereich zwischen den Sourcegebieten und dem Draingebiet auf, wobei die Kompensationszellen in dem Mittenbereich einen geringeren Abstand aufweisen als die Kompensationszellen, die benachbart zu dem Sourcegebiet und dem Draingebiet angeordnet sind. Gleichzeitig weist das Kompensationshalbleiterbauteil eine an der Oberseite des Halbleiterkörpers angeordnete Kopplungsschicht mit einer geringeren Dotierstoffkonzentration in dem Mittenbereich und einer entsprechend erhöhten Dotierstoffkonzentration in den Bereichen auf, die benachbart zu den Source- und Draingebieten sind. Durch die höhere Dotierung kann zwischen benachbarten Kompensationsgebieten nicht mehr so viel Potential aufgenommen werden, was die erreichbare Spannung vermindert. Diesem Effekt kann durch eine Vergrößerung des Abstandes entgegengewirkt werden, so dass eine Ladekurve für kleine und große Spannungen einen verzögerten Spannungsanstieg, also eine vergrößerte Kapazität aufweist.In a preferred embodiment According to the invention, the compensation semiconductor device has a compensation structure with a central region between the source regions and the drain region, wherein the compensation cells in the middle region a smaller Distance than the compensation cells adjacent to the source region and the drain region are arranged. simultaneously the compensation semiconductor device has a at the top of the Semiconductor body arranged coupling layer with a lower dopant concentration in the central region and a correspondingly increased dopant concentration in the areas adjacent to the Source and Drain areas are. By the higher Doping can not be done between adjacent compensation areas more so much potential to be recorded, what the achievable voltage reduced. This effect can be counteracted by increasing the distance be, so a charge curve for small and big Tensions a delayed Voltage rise, so has an increased capacity.

Die Ursache dafür ist, dass bedingt durch die höhere Dotierung der Kopplungsschicht mehrere hochdotierte Gebiete gleichzeitig ausgeräumt werden. Dadurch ist die Kapazität in dem Moment größer, in dem diese zusammenhängenden Kompensationsgebiete vom Feld erfasst werden. Wenn auch die höher dotierte Kopplungsschicht ausgeräumt ist, geht die Kapazität wieder in einen stufigen Verlauf über. Über die Lage der variierten Gebiete und über das Maß der Variation lässt sich somit der Kapazitätsverlauf in weiten Grenzen modulieren. Die nachfolgend beanspruchten Ausführungsformen sind teilweise grobe Näherungen. Durch schmalere und breitere Kompensationszonen zusätzlich zu den Abstandsvariationen gibt es weiterhin einen vergrößerten Spielraum für die Anpassung des Kapazitätsverlaufs eines Kompensationshalbleiterbauteils. Somit lässt sich eine erhöhte Ausgangskapazität am Beginn und am Ende des Drain-Source-Spannungsanstieges in idealer Weise realisieren.The reason for this is that due to the higher doping of the coupling layer, several highly doped areas are cleared out at the same time. As a result, the capacity is greater in the moment in which these contiguous compensation areas are detected by the field. Although the higher doped coupling layer is eliminated, the capacity is again in a gradual progression. By means of the position of the varied regions and the extent of the variation, it is thus possible to modulate the course of the capacitance within wide limits. The embodiments claimed below are partly rough approximations. By narrower and wider compensation zones in addition to the Ab There are still room variations for the adaptation of the capacitance curve of a compensation semiconductor device. Thus, an increased output capacitance at the beginning and at the end of the drain-source voltage increase can be realized in an ideal manner.

Die Kopplungsschicht an der Oberfläche ist nicht in allen Fällen ganzflächig auszuführen, sondern Teilbereiche können auch streifenförmige Kopplungsstrukturen aufweisen. Die Geometrie der Kompensationszellen ist nicht auf Planare Strukturen begrenzt. Trenchzellen sind ebenso möglich. Diese haben den Vorteil, dass die Kopplungsschicht ganzflächig ohne negative Auswirkungen auf den Einschaltwiderstand eingebracht werden kann.The Coupling layer on the surface is not in all cases the whole area perform, but subareas can also strip-shaped Have coupling structures. The geometry of the compensation cells is not limited to planar structures. Trench cells are as well possible. These have the advantage that the coupling layer over the entire surface without be introduced negative impact on the on-resistance can.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Kompensationshalbleiterbauteil eine Kompensationsstruktur mit Kompensationszellen auf, deren Abstände voneinander von dem Sourcegebiet zu dem Draingebiet abnehmen, und das eine Kopplungsschicht auf der Oberseite des Halbleiterkörpers aufweist, deren Dotierstoffkonzentration von dem Sourcegebiet in Richtung auf das Draingebiet abnimmt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass bei niedriger Spannung mehrere hochdotierte Gebiete in der Nähe des Sourcegebiets gleichzeitig ausgeräumt werden, womit im Bereich niedriger Spannung die Kapazität größer ist. Andererseits wird bei Erreichen der hohen Spannungen der Abstand zwischen den Kompensationsgebieten in Richtung auf das Draingebiet verringert, womit wiederum eine Steigerung oder eine Erhöhung der Ausgangskapazität verbunden ist. Somit wird auch mit dieser Ausführungsform der Erfindung ein idealer "badewannenförmiger" Verlauf der Ausgangskapazität erreicht.In a further embodiment According to the invention, the compensation semiconductor device has a compensation structure with compensation cells whose distances from each other from the source region to remove the drain area, and the one coupling layer on the Top of the semiconductor body whose dopant concentration from the source region in Direction on the drain area decreases. This embodiment has the advantage that at low voltage, several highly doped regions near the source region eliminated at the same time which increases the capacity in the low voltage range. On the other hand, when the high voltages are reached, the distance between reduces the compensation areas towards the drainage area, which in turn involves an increase or increase in output capacity is. Thus, also with this embodiment of the invention a ideal "bathtub-shaped" course of the output capacity reached.

Anstelle einer Kopplungsschicht mit abnehmender Dotierstoffkonzentration vom Sourcegebiet in Richtung auf das Draingebiet auf der Oberseite des Halbleiterkörpers kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung diese Kopplungsschicht auf dem Substrat angeordnet sein, wobei die Kompensationszonen von der Oberseite des Halbleiterkörpers bis in die Kopplungsschicht hineinragen. Dabei entsprechen die Vorteile dieser Ausführungsform der Erfindung den oben erwähnte Vorteilen bei Anordnung der Kopplungsschicht auf der Oberseite des Halbleiterkörpers.Instead of a coupling layer with decreasing dopant concentration from the source area towards the drain area on the top of the Semiconductor body can in a further embodiment the invention arranged this coupling layer on the substrate be, with the compensation zones from the top of the semiconductor body to protrude into the coupling layer. The advantages are the same this embodiment the invention the above-mentioned Advantages in the arrangement of the coupling layer on top of the The semiconductor body.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Kompensationshalbleiterbauteil eine Kompensationsstruktur mit Kompensationszellen auf, deren Abstände voneinander von dem Sourcegebiet in Richtung auf das Draingebiet abnehmen, und das eine Kopplungsschicht aufweist, die teilweise auf der Oberseite des Halbleiterkörpers und teilweise auf dem Substrat angeordnet ist. Dabei nimmt die Dotierstoffkonzentration der Kopplungsschicht von dem Sourcegebiet in Richtung auf das Draingebiet ab. Außerdem erstreckt sich die Kopplungsschicht auf dem Substrat mindestens unterhalb des Sourcegebiets derart in Richtung auf die Bodyzone zu, dass die dort vorhandene Dotierung der Driftzone im Sperrfall ohne zusätzliche hochdotierte Kompensationszellen kompensiert werden kann.In a further preferred embodiment According to the invention, the compensation semiconductor device has a compensation structure with compensation cells whose distances from each other from the source region towards the drainage area, and that one coupling layer partially on top of the semiconductor body and partially disposed on the substrate. At the same time the dopant concentration increases of the coupling layer from the source region toward the drain region from. Furthermore The coupling layer extends at least on the substrate below the source region in the direction of the body zone to, that there existing doping of the drift zone in the case of blocking without additional highly doped compensation cells can be compensated.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird vorteilhafterweise der kritische Bereich am Ende des MOS-Kanals der Oberseite des Halbleiterkörpers nicht mit einer Kopplungsschicht versehen, dafür aber die Kopplungsschicht auf dem Substrat derart erweitert, dass unterhalb der Bodyzone keine Reihe von Kompensationszonen erforderlich wird.at this embodiment the invention will advantageously be the critical area at the end of the MOS channel of the top of the semiconductor body not with a coupling layer provided, for that but the coupling layer on the substrate expands so that no number of compensation zones are required below the bodyzone becomes.

Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung bildet das Substratmaterial die Kopplungsschicht, wobei sich die Kompensationszellen von der Oberseite des Halbleiterkörpers bis in das Substrat gleichen Leitungstyps erstrecken. Dabei begrenzt ein vergrabenes Gebiet mit komplementärem Leitungstyp zum Substratmaterial die Kopplungsschicht aus Substratmaterial in ihrer Dicke d. Mit dieser Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, die hochdotierten Kompensationszellen im Driftgebiet über das Substrat anzuschließen, wie es bereits oben beschrieben wird. Jedoch wird bei dieser Ausführungsform eine Maßnahme ergriffen, um im Sperrfall die Kompensationszonen über eine Raumladungszone vom Substrat abzukoppeln. Dieses geschieht durch die komplementär dotierte vergrabene Schicht im Substratmaterial, mit der die Dicke d der Kopplungsschicht aus Substratmaterial begrenzt wird.at Another aspect of the invention is the substrate material the coupling layer, wherein the compensation cells of the Top of the semiconductor body extend into the substrate of the same conductivity type. Limited a buried region of complementary conductivity type to the substrate material the coupling layer of substrate material in its thickness d. With this embodiment of the Invention is proposed, the highly doped compensation cells in the drift area over to connect the substrate, as already described above. However, in this embodiment A measure seized in the case of blocking the compensation zones over a Decoupling the space charge zone from the substrate. This happens through the complementary doped buried layer in the substrate material, with which the thickness d the coupling layer is limited from substrate material.

Wenn die hochdotierten Gebiete der Kompensationszellen über das Substrat angeschlossen werden, ergibt sich der Vorteil, dass im Schaltfall die Ladungsträger über das auf Sourceptotential gelegte Substrat abfließen können. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass beim Herstellungsprozess keine Einschränkung dadurch entsteht, dass ein Abstand der Kompensationszellen von dem Substrat in Form einer Pufferzone genau eingestellt werden muss. Jedoch ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung entscheidend, dass durch den Kontakt über das Substrat kein Einschaltwiderstandsverlust im Gegensatz zu einer Kontaktierung über eine in der Driftzone platzierte niedrig dotierte Kopplungsschicht hingenommen werden muss.If the highly doped areas of the compensation cells over the Substrate are connected, there is the advantage that in Switching the charge carriers over the can drain on Sourceptotential placed substrate. Another advantage can be seen in the fact that in the manufacturing process no limitation arises that a distance of the compensation cells from the substrate must be set exactly in the form of a buffer zone. However, that is in this embodiment crucial to the invention that by the contact on the Substrate no Einschaltwiderstandsverlust as opposed to a Contacting via a low doped coupling layer placed in the drift zone must be accepted.

Werden jedoch die hochdotierten Kompensationszonen über das Substrat mit dem Sourcepotential verbunden, und keine weiteren Maßnahmen getroffen, dann kann die Funktion des Spannungsteilers durch die Kompensationsgebiete verloren gehen. Damit dieses nicht geschieht, wird bei dieser Ausführungsform der Erfindung das vergrabene Gebiet mit komplementärem Leitungstyp zum Substratmaterial als Begrenzung der Dicke der Kopplungsschicht aus Substratmaterial vorgesehen.However, if the highly doped compensation zones are connected to the source potential via the substrate, and no further measures are taken, then the function of the voltage divider can be lost through the compensation regions. In order not to do so, in this embodiment of the invention, the buried region of complementary conductivity type becomes the substrate material as a constraint on the thickness of the coupling layer of substrate material provided.

Wird auf eine derartige vergrabene Schicht verzichtet, dann kann durch den Verlust der Spannungsteilerfunktion der Kompensationszonen die Sperrspannung hauptsächlich zwischen Substratelektrode und Drainelektrode abfallen. Dadurch kann diese Struktur nur Sperrspannungen bewältigen, die abhängig von der Substratdotierung sind. Um die Kompensationszonen vom Substratpotential abzukoppeln und sie dadurch quasi "floatend" zu machen, wird in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung die Driftstrecke des Driftgebiets durch ein vergrabenes n-Gebiet vom Substratpotential abgekoppelt.Becomes waived such a buried layer, then can by the loss of the voltage divider function of the compensation zones the blocking voltage mainly fall between substrate electrode and drain electrode. Thereby This structure can only handle blocking voltages that are dependent on the substrate doping are. Around the compensation zones from the substrate potential decoupling them thereby making them virtually "floating" is in the present embodiment the invention, the drift path of the drift region by a buried n-region decoupled from the substrate potential.

Dabei koppelt die von diesem vergrabenen Gebiet mit komplementärer Dotierung zum Substrat verursachte Raumladungszone die Säulenstruktur der Kompensationszonen vom Substratpotential ab, wenn das komplementär dotierte vergrabene Gebiet in Abstand (von der Driftstrecke) und in Dotierung auf die Substratdotierung angepasst ist. Dabei entspricht der Abstand des komplementär dotierten vergrabenen Gebietes der Dicke der Kopplungsschicht aus Substratmaterial. In dieser Ausführungsform der Erfindung sollte das komplementär dotierte vergrabene Gebiet Idealerweise nicht bis unter die sog. MOS-Zelle reichen, d. h., sie sollte vor Erreichen einer Position unterhalb des Sourcegebiets enden, da ansonsten auch dort eine Kompensation erforderlich wird. Dieses vorzeitige Ende des komplementär dotierten vergrabenem Gebiets hat den Vorteil, dass im Schaltfall die Ladungsträger über den dadurch möglichen Kontakt zum Substrat abfließen können.there couples the region buried by this with complementary doping Space charge zone to the substrate caused the pillar structure of the compensation zones from the substrate potential when the complementarily doped buried region in Distance (from the drift path) and in doping on the substrate doping is adjusted. In this case, the distance of the complementarily doped corresponds Buried area of the thickness of the coupling layer of substrate material. In this embodiment of the invention should be the complementarily doped buried region Ideally not to reach below the so-called MOS cell, d. H., it should be before reaching a position below the source area end, because otherwise there is a compensation required. This premature end of the complementarily doped buried territory has the advantage that in the case of switching the charge carriers on the possible thereby Drain contact to the substrate can.

Wenn bei einem Kompensationshalbleiterbauteil, bei dem als Kopplungsschicht das Substrat eingesetzt wird, wie oben erwähnt, eine Spannungsteilungsfunktion der Kompensationszonen nicht mehr vorhanden ist verlaufen die Äquipotentiallinien in dem Substrat senkrecht zu den Kompensationszonen bzw. parallel zu der Oberseite des Substrats. Im Gegensatz dazu sind die Äquipotentiallinien im Substrat im Falle der Struktur mit vergrabenem komplementär dotierten Gebiet parallel zu den Kompensationszonen bzw. senkrecht zu der Oberseite des Substrats ausgerichtet.If in a compensation semiconductor device in which as a coupling layer the substrate is used, as mentioned above, a voltage dividing function The equipotential lines are no longer present in the compensation zones in the substrate perpendicular to the compensation zones or parallel to the top of the substrate. In contrast, the equipotential lines are in the substrate in the case of the structure with buried complementarily doped Area parallel to the compensation zones or perpendicular to the Aligned top of the substrate.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das vergrabene Gebiet eine strukturierte vergrabene Schicht auf, die in Zellen gegliedert ist, wobei der Zwischenraum aus Substratmaterial zwischen den Zellen derart bemessen ist, dass das Substratmaterial im Sperrfall in diesen Zwischenräumen vollständig von Ladungsträgern ausgeräumt ist. Solange sich somit zwischen der komplementär dotierten Schicht an der Oberkante des Substrats Raumladungszonen ausbilden können, ist eine Abkopplung der Kompensationszonen vom übrigen Substrat in vorteilhafter Weise gewährleistet.In a further embodiment According to the invention, the buried area has a structured buried one Layer on, which is divided into cells, with the gap of substrate material between the cells is dimensioned such that the substrate material in the blocking case in these spaces completely from carriers cleared is. As long as thus between the complementarily doped layer at the Top edge of the substrate can form space charge zones, is a decoupling of the compensation zones from the rest of the substrate in an advantageous Guaranteed manner.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das vergrabene Gebiet in dem Substratmaterial unterhalb des Draingebietes über eine Verbindungsschicht gleichen Leitungstyps wie das Draftgebiet elektrisch verbunden. Somit wird die vergrabene Schicht auf das Potential der Drainelektrode gelegt und elektrisch gekoppelt und nicht über kapazitive Kopplung "floatend" angeschlossen. Ähnlich wie bei den vorher diskutierten Kopplungsschichten kann die Konzentration in dem vergrabenen Gebiet variiert werden. Durch diese Variation kann in vorteilhafter Weise die elektrische Feldverteilung in der Driftzone beeinflusst werden.In a further embodiment The invention relates to the buried region in the substrate material below the drainage area over a tie layer of the same conductivity type as the draft domain electrically connected. Thus, the buried layer on the Potential of the drain electrode placed and electrically coupled and no over capacitive coupling "floating" connected. Similar to in the previously discussed coupling layers, the concentration be varied in the buried territory. Through this variation can advantageously the electric field distribution in the Drift zone can be influenced.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Dotierstoffkonzentration in dem vergrabenen Gebiet in einem Mittenbereich zwischen Source- und Draingebiet gegenüber benachbart zu dem Source- und Draingebiet angeordneten Bereichen vermindert. Weiterhin ist es möglich, dass sich das vergrabene Gebiet in dem Substratmaterial von unterhalb des Draingebietes bis zu unterhalb des Sourcegebiets erstreckt und dass die Bodyzone des Sourcegebiets so tief in den Halbleiterkörper hinein ausgedehnt ist, dass ein verbleibendes Gebiet der Driftzone im Sperrfall vollständig von Ladungsträgern ausgeräumt werden kann. Darüber hinaus ist es auch vorstellbar, weitere vergrabene Schichten unterhalb des komplementär dotierten Gebietes anzubringen, insbesondere auf der Drainseite. Diese zusätzlichen vergrabenen Schichten beeinflussen die Ausbreitung der Raumladungszone in der Substratelektrode.In a preferred embodiment the invention is the dopant concentration in the buried Adjacent area in a central area between source and drain areas reduced to the source and drain regions arranged areas. Furthermore, it is possible that the buried area in the substrate material from below the drainage area extends to below the source region and the body zone of the source region extends so deeply into the semiconductor body is that a remaining area of the drift zone in the blocking case completely from Carriers are cleared out can. About that In addition, it is also conceivable, more buried layers below the complementary of the doped area, in particular on the drain side. These extra buried Layers influence the propagation of the space charge zone in the Substrate electrode.

Die Dicke des Substrats beeinflusst neben der Dotierung die Durchbruchsspannung der Substratdiode und über das Verhältnis der Länge des Driftgebiets zur Dicke des Substrats als Kopplungsschicht kann der Verlauf der Ausgangskapazität einge stellt werden. Darüber hinaus können, wie oben bereits diskutiert, die Abstände der Kompensationszonen variiert werden, was die Verteilung des elektrischen Feldes beeinflusst.The Thickness of the substrate influences the breakdown voltage in addition to the doping the substrate diode and over The relationship the length of the drift region to the thickness of the substrate as a coupling layer the course of the output capacity be set. About that in addition, as discussed above, the distances of the compensation zones be varied, which affects the distribution of the electric field.

Der Querschnitt der Kompensationszonen entspricht den oben diskutierten Querschnitten und als MOS-Zelle im Bereich des Sourcegebiets kommt sowohl eine planare Zelle in Frage als auch eine Trench-Zelle oder eine gedreht Trench-Zelle. Derartige Trench-Zellen haben den Vorteil, eine geringere Kanallänge zu realisieren, was die Schaltgeschwindigkeit der MOS-Kompensationshalbleiterbauteile erhöht.Of the Cross-section of the compensation zones corresponds to those discussed above Cross sections and as MOS cell in the region of the source region comes both a planar cell in question as well as a trench cell or a turned trench cell. Such trench cells have the advantage a smaller channel length to realize what the switching speed of the MOS compensation semiconductor devices elevated.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.The The invention will now be described with reference to the accompanying figures.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 1 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device of a first embodiment of the invention;

2a) zeigt eine schematische Draufsicht auf das Kompensationshalbleiterbauteil gemäß 1 in einer ersten Modifikation; 2a) shows a schematic plan view of the compensation semiconductor device according to 1 in a first modification;

2b) zeigt eine schematische Draufsicht auf das Kompensationshalbleiterbauteil gemäß 1 in einer zweiten Modifikation; 2 B) shows a schematic plan view of the compensation semiconductor device according to 1 in a second modification;

3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; 3 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device according to a second embodiment of the invention;

4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; 4 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device according to a third embodiment of the invention;

5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung; 5 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device according to a fourth embodiment of the invention;

6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung; 6 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device according to a fifth embodiment of the invention;

7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung; 7 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device according to a sixth embodiment of the invention;

8 zeigt schematische Diagramme der Ausgangsgangskapazität in Abhängigkeit von der Drain-Source-Spanung UDS, 8th shows schematic diagrams of the output capacitance as a function of the drain-source voltage U DS ,

9 zeigt ein schematisches Diagramm von Schwankungen der Feldstärke Em über der Source-Drainstrecke 1 mit eingelagerten Kompensationszellen; 9 shows a schematic diagram of variations in the field strength E m over the source-drain line 1 with stored compensation cells;

10 zeigt ein Diagramm des Spannungsanstiegs der Drain-Source-Spannung UDS in Abhängigkeit von der Zeit t; 10 shows a diagram of the voltage rise of the drain-source voltage U DS as a function of time t;

11 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung; 11 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device according to a seventh embodiment of the invention;

12 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung; 12 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device according to an eighth embodiment of the invention;

13 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung; 13 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device according to a ninth embodiment of the invention;

14 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung; 14 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device according to a tenth embodiment of the invention;

15 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil gemäß einer elften Ausführungsform der Erfindung; 15 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device according to an eleventh embodiment of the invention;

16 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil gemäß einer zwölften Ausführungsform der Erfindung; 16 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device according to a twelfth embodiment of the invention;

17 zeigt einen schematischen Verlauf von Äquipotentiallinien eines Kompensationshalbleiterbauteils ohne vergrabenes komplementär dotiertes Gebiet gemäß dem Stand der Technik; 17 shows a schematic course of equipotential lines of a compensation semiconductor device without buried complementarily doped region according to the prior art;

18 zeigt einen schematischen Verlauf von Äquipotentiallinien eines Kompensationshalbleiterbauteils gemäß 16 mit vergrabenem komplementär dotiertem Gebiet; 18 shows a schematic course of equipotential lines of a compensation semiconductor device according to 16 with buried complementarily doped area;

19 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung; 19 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device according to a thirteenth embodiment of the invention;

20 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der Erfindung; 20 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device according to a fourteenth embodiment of the invention;

21 zeigte einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der Erfindung; 21 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device according to a fifteenth embodiment of the invention;

22 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der Erfindung; 22 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device according to a sixteenth embodiment of the invention;

23 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 17 gemäß dem Stand der Technik. 23 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device 17 according to the prior art.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 1 einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Dieses Kompensationshalbleiterbauteil 1 ist lateral auf einem Substrat 23 aus monokristallinem Silizium aufgebaut. Auf dem Substrat 23 ist ein Halbleiterkörper 22 angeordnet. Der Halbleiterkörper 22 weist untereinander gekoppelte hochdotierte Kompensationszellen 18 eines Leitungstyps auf, der in dieser Ausführungsform der Erfindung p-leitend ist. Die Kompensationszellen 18 sind von einem Driftgebiet 19 umgeben, das einen komplementären Leitungstyp zu dem Leitungstyp der hochdotierten Kompensationszellen 18 aufweist. Dieser komplementäre Leitungstyp ist n--leitend. 1 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device 1 a first embodiment of the invention. This compensation semiconductor device 1 is lateral to a substrate 23 built from monocrystalline silicon. On the substrate 23 is a semiconductor body 22 arranged. The semiconductor body 22 has mutually coupled highly doped compensation cells 18 of a conductivity type p-type in this embodiment of the invention. The compensation cells 18 are from a drift area 19 surrounding a complementary conductivity type to the conductivity type of the heavily doped compensation cells 18 having. This complementary conductivity type is n - -conducting.

Das Driftgebiet 19 ist zwischen einem Sourcegebiet 20 auf einer Seite des Halbleiterkörpers 22 aus einem Sourceelektroden-Anschlussgebiet 37, einer Bodyzone 36 und einer Gatee lektrode 38 mit einer Gateisolierschicht 39 und einem Draingebiet 21 auf einer gegenüber liegenden Seite des Halbleiterkörpers 22 mit einem Drainelektroden-Anschlussgebiet 40 angeordnet. Das Sourceelektroden-Anschlussgebiet 37 weist eine metallische Sourceelektrode 45 auf, die von einer n+-leitenden Sourcezone 47 umgeben ist und die Bodyzone 36 kontaktiert. Das Drainelektroden-Anschlussgebiet 40 weist eine Drainelektrode 46 auf, die von einer n+-leitenden Drainzone 48 umgeben ist, welche den gleichen Leitungstyp aufweist wie die Driftgebiet 19.The drift area 19 is between a source area 20 on one side of the semiconductor body 22 from a source electrode connection region 37 , a bodyzone 36 and a gate electrode 38 with a gate insulating layer 39 and a drainage area 21 on an opposite side of the semiconductor body 22 with a drain electrode connection region 40 arranged. The source electrode connection region 37 has a metallic source electrode 45 on, that of an n + -type source zone 47 is surrounded and the bodyzone 36 contacted. The drain electrode connection region 40 has a drain electrode 46 on, that of an n + -type drain zone 48 is surrounded, which has the same conductivity type as the drift region 19 ,

Die Kompensationszellen 18 erstrecken sich in dem Halbleiterkörper 22 bis zu dem Substrat 23. Der Halbleiterkörper 22 kann eine oder mehrere Epitaxieschichten aufweisen, und ist auf dem Substrat 23 gleichen Leitungstyps wie die Kompensationszellen 18 durch epitaktisches Kristallwachstum aufgebracht. Jedoch ist das Substrat 23 in dieser Ausführungsform äußerst schwach dotiert, wobei die Akzeptorenkonzentration bei dieser schwachen Dotierung zwischen 1013 cm-3 bis 1015 cm-3 liegt. Damit bildet das Substrat 23 für die hochdotierten Kompensationszellen 18 eine Kopplungsschicht 24, die elektrisch mit dem Sourcegebiet 20 über die Kompensationszellen 49, die sich vertikal von der Bodyzone 36 bis in das Substrat 23 erstrecken, in Verbindung steht oder die über die Rückseite des Halbleiterkörpers 22 direkt an Source angeschlossen ist. Die Dotierung des Substrats 23 ist deshalb äußerst schwach dotiert, damit die Spannungsteilungsfunktion der Kompensationszellen 18 erhalten bleibt und kein niederohmiger Kurzschluss zwischen den Kompensationszellen 18 über das Substrat 23 erfolgt. Durch diese Kopplungsschicht 24 in Form eines schwach dotierten Substrats 23 wird gewährleistet, dass sich die im Sperrfall aufgeladenen hochdotierten Kompensationszellen 18 über das Substrat 23 entladen können.The compensation cells 18 extend in the semiconductor body 22 to the substrate 23 , The semiconductor body 22 may have one or more epitaxial layers, and is on the substrate 23 same type of line as the compensation cells 18 applied by epitaxial crystal growth. However, the substrate is 23 extremely weakly doped in this embodiment, the acceptor concentration at this weak doping between 10 13 cm -3 to 10 15 cm -3 . This forms the substrate 23 for the heavily doped compensation cells 18 a coupling layer 24 that are electrically connected to the source area 20 via the compensation cells 49 extending vertically from the bodyzone 36 into the substrate 23 extend, communicating or over the back of the semiconductor body 22 connected directly to source. The doping of the substrate 23 is therefore extremely weakly doped, so that the voltage division function of the compensation cells 18 is maintained and no low-resistance short circuit between the compensation cells 18 over the substrate 23 he follows. Through this coupling layer 24 in the form of a lightly doped substrate 23 it is ensured that the heavily doped compensation cells charged in the blocking case 18 over the substrate 23 can discharge.

2a) zeigt eine schematische Draufsicht auf das Kompensationshalbleiterbauteil 1 gemäß 1 in einer ersten Modifikation. Zum besseren Verständnis der Zeichnung zeigt 2a) lediglich die Oberseite 26 des Halbleiterkörpers 22. Die strukturierten Metallisierungsschichten und die entsprechenden Isolationsschichten des Kompensationshalbleiterbauteils 1 sind weggelassen. Lediglich die elektrisch leitenden Streifen der Sourceelektrode 45 und der Drainelektrode 46, die sich parallel und voneinander beabstandet in Pfeilrichtung C erstrecken, werden in dieser schematischen Darstellung der Oberseite 26 des Halbleiterkörpers 22 gezeigt. 2a) shows a schematic plan view of the compensation semiconductor device 1 according to 1 in a first modification. For a better understanding of the drawing shows 2a) only the top 26 of the semiconductor body 22 , The structured metallization layers and the corresponding isolation layers of the compensation semiconductor device 1 are omitted. Only the electrically conductive strips of the source electrode 45 and the drain electrode 46 , which extend parallel and spaced apart in the direction of arrow C, are in this schematic representation of the top 26 of the semiconductor body 22 shown.

Senkrecht zu der Pfeilrichtung C, in der sich die Sourceelektrode 45 und die Drainelektrode 46 erstrecken, liegt die Schnittebene A-A', die als Querschnitt in 1 dargestellt ist. Die säulenförmigen, in 1 dargestellten hochdotierten Kompensationszellen 18 werden von dem schwach dotierten Substrat entladen, da sie sich bis in das Substrat hinein erstrecken und über die p-leitende, in 1 gezeigte Reihe von Kompensationszellen unter der Bodyzone 36 mit der Sourceelektrode 45 elektrisch leitend verbunden sind. Somit liegt das Substrat auf dem Potential der Sourceelektrode 45, jedoch wird die Spannungsteilerfunktion der hochdotierten Kompensationszellen 18 deshalb gewährleistet, weil das Substrat mit dem oben erwähnten Konzentrationsbereich zwischen 1013 cm-3 bis 1015 cm-3 äußerst gering dotiert ist. Der Anschluss des Substrats an das Sourcegebiet kann auch über die Rückseite des Halbleiterchips erfolgen, wenn die Rückseite auf Substratpotential gelegt wird.Perpendicular to the arrow C, in which the source electrode 45 and the drain electrode 46 extend, lies the section plane A-A ', which is a cross-section in 1 is shown. The columnar, in 1 illustrated highly doped compensation cells 18 are discharged from the lightly doped substrate as they extend into the substrate and across the P-type, in 1 shown series of compensation cells under the bodyzone 36 with the source electrode 45 are electrically connected. Thus, the substrate is at the potential of the source electrode 45 However, the voltage divider function of the heavily doped compensation cells 18 Therefore, ensured because the substrate with the above-mentioned concentration range between 10 13 cm -3 to 10 15 cm -3 is extremely low doped. The connection of the substrate to the source region can also take place via the backside of the semiconductor chip when the backside is placed on substrate potential.

In der Schnittebene B-B' der 2a) erstreckt sich zwischen dem Sourcegebiet 20 und dem Draingebiet 21 ein Driftge biet 19 über die gesamte Breite der MOS-Zelle des Kompensationshalbleiterbauteils 1. Die Säulen der hochdotierten Kompensationszellen 18 haben in 2a) einen quadratischen Querschnitt 29 und sind vollständig in das Material des komplementär- und schwach dotierten Materials des Driftgebietes 19 eingebettet. Im Sperrfall des komplementären Kompensationshalbleiterbauteils 1 unterstützen die Kompensationszellen 18 das Ausräumen der Ladungsträger in dem Driftgebiet 19. Der quadratische Querschnitt 29 unterstützt dabei in vorteilhafterweise ein nahezu vollständiges Ausräumen des Driftgebiets 19 an Ladungsträgern.In the section plane BB 'the 2a) extends between the source area 20 and the drainage area 21 a Driftge area 19 over the entire width of the MOS cell of the compensation semiconductor device 1 , The pillars of the heavily doped compensation cells 18 have in 2a) a square cross section 29 and are completely in the material of the complementary and weakly doped material of the drift region 19 embedded. In the blocking case of the complementary compensation semiconductor component 1 support the compensation cells 18 clearing out the charge carriers in the drift area 19 , The square cross section 29 supports advantageously an almost complete clearing out of the drift area 19 on load carriers.

2b) zeigt eine schematische Draufsicht auf das Kompensationshalbleiterbauteil 1 gemäß 1 in einer zweiten Modifikation. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Die zweite Modifikation gemäß 2b) unterscheidet sich von der ersten Modifikation der 2a) dadurch, dass die Kompensationssäulen einen kreisförmigen runden Querschnitt 28 aufweisen. 2 B) shows a schematic plan view of the compensation semiconductor device 1 according to 1 in a second modification. Components having the same functions as in the previous figures are identified by the same reference numerals and will not be discussed separately. The second modification according to 2 B) differs from the first modification of the 2a) in that the compensation columns have a circular, round cross-section 28 exhibit.

3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. In dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung bleibt die Anordnung und Dichte der Kompensationszellen 18 sowie die Struktur des Sourcegebietes 20 und des Draingebietes 21 unverändert. Während jedoch in der ersten Ausführungsform der Erfindung ein schwach dotiertes Substrat 23 die Kopplungsschicht zwischen den hochdotierten Kompensationszellen 18 bildet, ist in dieser Ausführungsform der Erfindung eine schwach dotierte p-leitende Kopplungsschicht 24 auf das Substrat 23 aufgebracht. Diese Kopplungsschicht 24 verbindet hochohmig die hochdotierten Kompensationszellen 18 miteinander, da sich die Kompensationszellen 18 von der Oberseite 26 des Halbleiterkörpers 22 bis in die schwach dotierte Kopplungsschicht 24 erstrecken. 3 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device 2 according to a second embodiment of the invention. In this second embodiment of the invention, the arrangement and density of the compensation cells remains 18 as well as the structure of the source area 20 and the drainage area 21 unchanged. However, in the first embodiment of the invention, a weakly doped substrate 23 the coupling layer between the highly doped compensation cells 18 is in this embodiment of the invention, a lightly doped p-type coupling layer 24 on the substrate 23 applied. This coupling layer 24 combines the high-doped compensation cells with high resistance 18 with each other, since the compensation cells 18 from the top 26 of the semiconductor body 22 until the weak do tated coupling layer 24 extend.

Folglich kann das Substrat 23 höher dotiert werden und als p-leitendes Substrat 23 eingesetzt werden. Die übrige Struktur des lateralen Kompensationshalbleiterbauteils 2 der zweiten Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich nicht von der ersten Ausführungsform der Erfindung. Die schwach dotierte Kopplungsschicht 24 unter den hochdotierten Kompensationszellen 18 erstreckt sich in dieser Ausführungsform der Erfindung nicht unter das Draingebiet 21, obgleich beides möglich ist.Consequently, the substrate can 23 be doped higher and as a p-type substrate 23 be used. The remaining structure of the lateral compensation semiconductor device 2 The second embodiment of the invention does not differ from the first embodiment of the invention. The weakly doped coupling layer 24 under the highly doped compensation cells 18 does not extend under the drainage area in this embodiment of the invention 21 although both are possible.

4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 3 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von den vorhergehenden Ausführungsformen dadurch, dass die Kompensationszellen 18 weder durch eine Kopplungsschicht 24 auf dem Substrat 23 noch durch das Substrat 23 selbst als hochohmige Kopplungsschicht 24 elektrisch verbunden werden, sondern dass zwischen den Kompensationszellen 18 und der Oberseite 50 des Substrats 23 eine Pufferzone 27 aus Material des Driftgebietes 19 wie im Stand der Technik üblich bestehen bleibt. 4 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device 3 according to a third embodiment of the invention. This embodiment of the invention differs from the preceding embodiments in that the compensation cells 18 neither through a coupling layer 24 on the substrate 23 still through the substrate 23 even as a high-impedance coupling layer 24 be electrically connected, but that between the compensation cells 18 and the top 50 of the substrate 23 a buffer zone 27 from material of the drift area 19 as usual in the art remains.

Die elektrische Kopplung erfolgt vielmehr durch eine schwach dotierte p-leitende Kopplungsschicht 24 im Bereich der Oberseite 26 des Halbleiterkörpers 22. Während der ohmsche Anschluss im Stand der Technik durch geometrisch schmale Streifen ausgeführt ist, kann hier durch entsprechend niedrige Dotierung einer großflächigen Kopplungsschicht 24 ein ähnlicher Effekt erreicht werden mit dem Vorteil, dass bis auf die ers ten, dem Kanalgebiet 52 benachbarten Kompensationszellen 51 alle übrigen Kompensationszellen 18 über die Kopplungsschicht 24 großflächiger miteinander verbunden sind, während die Kopplungsschicht 24 zwischen Kanalende und den Kompensationszellen 51 benachbart zu dem Kanal einen strukturierten Übergang aufweisen, der die Kanalwirkung nicht übermäßig beeinträchtigt.The electrical coupling is rather by a weakly doped p-type coupling layer 24 in the area of the top 26 of the semiconductor body 22 , While the ohmic connection in the prior art is implemented by geometrically narrow strips, it is possible here by correspondingly low doping of a large-area coupling layer 24 a similar effect can be achieved with the advantage that except for the first, the channel area 52 adjacent compensation cells 51 all other compensation cells 18 over the coupling layer 24 are interconnected over a large area, while the coupling layer 24 between the end of the channel and the compensation cells 51 adjacent to the channel have a structured transition, which does not unduly affect the channel effect.

5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 4 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Diese vierte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von den vorhergehenden Ausführungsformen dadurch, dass eine schwach dotierte p-leitende schichtförmige Kopplungsstruktur 25 teilweise auf der Oberseite 26 des Halbleiterkörpers 22 und teilweise auf dem Substrat 23 angeordnet ist. Dabei verbindet die schwach dotierte p-leitende Kopplungsstruktur 25 auf dem Substrat 23 mindestens die Kompensationszellen 49 unterhalb des Sourcegebietes 20 untereinander mit einer zu dem Sourcegebiet 20 benachbarten Reihe von Kopplungszellen 51. Die restlichen Kompensationszellen 18 sind über eine Kopplungsstruktur 25 auf der Oberseite 26 des Halbleiterkörpers 22 elektrisch untereinander verbunden. Damit wird der kritische Bereich zwischen dem Kanalgebiet 52 und der ersten benachbarten Reihe von Kopplungszellen 51 nicht mehr direkt an die Bodyzone 36 angekoppelt, was die Beeinträchtigung des Kanalgebietes 52 vermindert. 5 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device 4 according to a fourth embodiment of the invention. This fourth embodiment of the invention differs from the preceding embodiments in that a lightly doped p-type layered coupling structure 25 partly on the top 26 of the semiconductor body 22 and partly on the substrate 23 is arranged. In this case, the weakly doped p-type coupling structure connects 25 on the substrate 23 at least the compensation cells 49 below the source area 20 with each other with a to the source area 20 adjacent row of coupling cells 51 , The remaining compensation cells 18 are via a coupling structure 25 on the top 26 of the semiconductor body 22 electrically connected with each other. This becomes the critical area between the channel area 52 and the first adjacent row of coupling cells 51 not directly to the bodyzone anymore 36 coupled, what the impairment of the channel area 52 reduced.

6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 5 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Diese fünfte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform der Erfindung lediglich dadurch, dass die Reihe an Kompensationszellen 49 unter dem Bodyzone 36, wie sie in 5 ge zeigt wird, nicht mehr vorhanden ist. Dafür ist jedoch die Kopplungsstruktur 25 auf dem Substrat 23 in Richtung auf das Sourcegebiet 20 vergrößert worden. Dieses hat zur Folge, dass auch ohne Kompensationssäulen unter der Bodyzone 36 das verbliebene Draftgebiet 19 im Sperrfall vollständig von Lagerungsträgern ausgeräumt werden kann. Die unmittelbare Kopplung der Bodyzone 36 mit der Kopplungsschicht 24 ist jedoch nicht mehr gegeben, so dass die Säulen praktisch "floatend" durch kapazitive Kopplung nach dem Erreichen der Sperrspannung entladen werden müssen oder eine externe Verbindung zwischen der Sourceelektrode 45 und dem Substrat 23 durch eine entsprechende metallische Verbindung herzustellen ist, um die Kompensationszellen 18 über die Kopplungsstruktur 25 zu entladen beispielsweise in dem die Sourceelektrode 45 und das p-leitende Substrat 23 auf Massepotential gelegt werden. 6 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device 5 according to a fifth embodiment of the invention. This fifth embodiment of the invention differs from the fourth embodiment of the invention only in that the series of compensation cells 49 under the bodyzone 36 as they are in 5 ge shows, no longer exists. But this is the coupling structure 25 on the substrate 23 towards the source area 20 been enlarged. This has the consequence that even without compensation columns under the body zone 36 the remaining draft area 19 can be completely cleared of storage supports in the case of blocking. The direct coupling of the bodyzone 36 with the coupling layer 24 However, this is no longer the case, so that the columns must be practically "floating" discharged by capacitive coupling after reaching the reverse voltage or an external connection between the source electrode 45 and the substrate 23 by a corresponding metallic compound is to make the compensation cells 18 via the coupling structure 25 to discharge, for example, in which the source electrode 45 and the p-type substrate 23 be set to ground potential.

7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 6 gemäß einer Ausführungsform eines weiteren Aspekts der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Der Unterschied dieser Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zu den vorhergehenden Ausführungsformen besteht darin, dass die Kompensationszellen 18 nicht äquidistant voneinander beabstandet sind, sondern der Abstand a der Kompensationszellen 18 von dem Sourcegebiet 20 zum Draingebiet 21 variiert. In dieser speziellen sechsten Ausführungsform der Erfindung weist das Kompensationshalbleiterbauteil 6 eine Kompensationsstruktur mit einem Mittenbereich 30 zwischen dem Sourcegebiet 20 und dem Draingebiet 21 auf, in dem die Kompensationszellen 18 einen anderen, z. B. einen größeren Abstand a1 aufweisen als die Kompensationszellen 18 mit einem Abstand a2, die benachbart zu dem Sourcegebiet 20 bzw. zu dem Draingebiet 21 angeordnet sind. Die vorteilhafte Wirkung dieser Abstandsvariation wird in den nachfolgenden 8 bis 10 näher erläutert. 7 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device 6 according to an embodiment of a further aspect of the invention. Components having the same functions as in the previous figures are identified by the same reference numerals and will not be discussed separately. The difference of this embodiment of the invention compared to the previous embodiments is that the compensation cells 18 are not equidistant from each other, but the distance a of the compensation cells 18 from the source area 20 to the drainage area 21 varied. In this particular sixth embodiment of the invention, the compensation semiconductor device 6 a compensation structure with a central area 30 between the source area 20 and the drainage area 21 on, in which the compensation cells 18 another, z. B. have a greater distance a 1 than the compensation cells 18 with a distance a 2 adjacent to the source region 20 or to the drainage area 21 are arranged. The advantageous effect of this distance variation will be in the following 8th to 10 explained in more detail.

8 zeigt schematische Diagramme der Ausgangskapazität CDS in Abhängigkeit von der Drain-Source-Spannung UDS. Die Kurve I zeigt den charakteristischen Verlauf der Ausgangskapazität CDS über der Drain-Source-Spannung UDS für ein vertikales Kompensationshalbleiterbauteil mit kapazitiver Kopplung der Kompensationszellen, wobei bei sehr niedriger Drain-Source-Spannung UDS die Kapazität relativ groß ist. Die Kapazität CDS sinkt dann bei geringer Drain-Source-Spannung UDS um mehr als eine Größenordnung ab und Verbleibt auf dieser niedrigen Ausgangskapazität CDS bis zum Erreichen der maximalen Drain-Source-Spannung UDS. Der plötzliche Abfall bei geringen Source-Drain-Spannungen UDS und die niedrige, um mehr als eine Zehnerpotenz auf eine verminderte Ausgangskapazität CDS bei Erreichen der maximalen Source-Drain-Spannung UDS verursacht bei den herkömmlichen vertikalen Kompensationshalbleiterbauteilen im Schaltbetrieb Störfelder durch Überschwingen, zumal der aperiodische Grenzfall beim Durchschalten aufgrund der plötzlich abfallenden Ausgangskapazität CDS nicht erreicht wird. 8th shows schematic diagrams of the output capacitance C DS as a function of the drain-source voltage U DS . The curve I shows the characteristic curve of the output capacitance C DS over the drain-source voltage U DS for a vertical compensation semiconductor device with capacitive coupling of the compensation cells, wherein at very low drain-source voltage U DS, the capacitance is relatively large. The capacitance C DS then decreases at low drain-source voltage U DS by more than an order of magnitude from and remains at this low output capacitance C DS to reach the maximum drain-source voltage U DS. The sudden drop at low source-drain voltages U DS and the low, by more than a power of ten on a reduced output capacitance C DS when reaching the maximum source-drain voltage U DS caused in the conventional vertical Kompensationshalbleiterbauteilen in switching operation interference fields by overshoot, especially since the aperiodic limit case is not reached when switching due to the suddenly decreasing output capacitance C DS .

Den Verlauf der Ausgangskapazität CDS in Abhängigkeit von der Drain-Source-Spannung UDS für herkömmliche unkompensierte laterale MOS-Strukturen zeigt schematisch die Kurve II und demonstriert, dass die Ausgangskapazität CDS relativ unabhängig von der Drain-Source-Spannung UDS bleibt. Der Effekt eines steilen Abfalls der Ausgangskapazität CDS ist nicht vorhanden.The course of the output capacitance C DS in dependence on the drain source voltage U DS for conventional uncompensated lateral MOS structures schematically shows the curve II and demonstrates that the output capacitance C DS remains relatively independent of the drain-source voltage U DS. The effect of a steep drop in the output capacitance C DS does not exist.

Die Kurve II zeigt den Verlauf der Ausgangskapazität CDS in Abhängigkeit von der Drain-Source-Spannung UDS für eine laterale MOS-Struktur mit ladungskompensierter Driftstrecke. Die Kurve II zeigt eine Art Badewannenkontur. Einerseits sinkt die Drain-Sourcekapazität CDS im Mittenbereich der Drain-Source-Spannung UDS nicht extrem ab, sondern verbleibt auf einer Kapazität, die kleiner ist als bei unkompensierten lateralen MOS-Strukturen und die andererseits mit zunehmender Drain-Source-Spannung UDS wider ansteigt. Bei diesem Verlauf der Source-Drainkapazität CDS gemäß Kure III kann der Filteraufwand zum Ausfiltern von Störfeldern gegenüber vertikalen MOS-Strukturen vermindert werden und gleichzeitig eine Raumersparnis auf den Schaltungsplatinen erreicht werden, da teilweise auf entsprechende EMV-Filter (elektromagnetische Filter zur Erfüllung von Verträglichkeitsnormen) verzichtet werden kann.The curve II shows the curve of the output capacitance C DS as a function of the drain-source voltage U DS for a lateral MOS structure with charge-compensated drift path. The curve II shows a kind bath tub contour. On the one hand, the drain-source capacitance C DS does not drop extremely in the middle region of the drain-source voltage U DS , but instead remains on a capacitance which is smaller than in uncompensated lateral MOS structures and, on the other hand, with increasing drain-source voltage U DS rises again. In this course of the source drain capacitance C DS according to Kure III, the filtering effort to filter out interference fields can be reduced compared to vertical MOS structures and simultaneously achieved a space savings on the circuit boards, partly due to appropriate EMC filters (electromagnetic filters to meet compatibility standards ) can be omitted.

9 zeigt ein schematisches Diagramm von Schwankungen der Feldstärke Em über der Source-Drainstrecke mit eingelagerten Kompensationszellen. Wie aus dem Diagramm erkennbar, sind die Abstände a2 der Kompensationszellen benachbart zu dem Source- bzw. dem Draingebiet größer als die Abstände a1 in dem Mittenbereich. Die größeren Abstände werden in diesem Fall durch eine höhere Dotierung in der Kopplungsschicht kompensiert. Auf diese Art lässt sich mit zwei Designmaßnahmen das elektrische Feld entlang der Länge l der Driftstrecke gut modulieren. Anstelle einer Felderhöhung kann so z. B. an Strukturkanten oder Feldplattenenden das Feld gezielt erniedrigt werden. Die Ausgangskapazität lässt sich besonders gut durch eine Variation der p-Dotierung der Kopplungsschicht und der Abstände der Kompensationszellen einstellen. Dabei wird in dieser Ausführungsform der 9 eine sowohl in Sourcenähe als auch in Drainnähe erhöhte Dotierung der Kopplungsschicht an gewandt und zusätzlich werden vergrößerte Abstände a der hochdotierten Kompensationszellen eingesetzt. Durch die höhere p-Dotierung kann zwischen benachbarten hochdotierten Kompensationszellen nicht mehr so viel Potential aufgenommen werden, was die erreichbare Spannung erniedrigt. Diesem Effekt kann durch eine Vergrößerung des Abstandes a entgegengewirkt werden. 9 shows a schematic diagram of variations of the field strength E m over the source-drain line with stored compensation cells. As can be seen from the diagram, the distances a 2 of the compensation cells adjacent to the source and drain regions are greater than the distances a 1 in the central region. The larger distances are compensated in this case by a higher doping in the coupling layer. In this way, the electric field along the length l of the drift path can be well modulated with two design measures. Instead of a field increase can be such. B. at structural edges or field plate ends the field can be specifically lowered. The output capacitance can be adjusted particularly well by varying the p-type doping of the coupling layer and the distances of the compensation cells. In this case, in this embodiment 9 an increased doping of the coupling layer both near the source and in the vicinity of the drain and, in addition, increased distances a of the highly doped compensation cells are used. Due to the higher p-type doping, it is no longer possible to absorb so much potential between adjacent highly doped compensation cells, which lowers the achievable voltage. This effect can be counteracted by increasing the distance a.

10 zeigt zwei Ladekurven I und II, wobei die Kurve I einer Ladekurve für eine laterale MOS-Struktur herkömmlicher Bauteile entspricht und mit der Kurve II in gestrichelten Linien die Veränderung der Ladekurve durch die erfindungsgemäße MOS-Struktur gezeigt wird. Für kleine und große Spannungen ergibt sich ein verzögerter Spannungsanstieg, also eine vergrößerte Kapazität. Ursache dafür ist, dass bedingt durch die höhere Dotierung der Kopplungsschicht mehrere hochdotierte Kompensationszellen gleichzeitig ausgeräumt werden. Dadurch ist die Kapazität in dem Moment größer, in dem diese zusammenhängenden hochdotierten Kompensationszellen vom Feld erfasst werden. Wenn auch die höher dotierte Kopplungsschicht mit den hochdotierten Kompensationszellen größeren Abstands ausgeräumt ist, geht die Kapazität wieder in den stufigen Verlauf über. Über die Lage der variierten Gebiete und über das Maß der Variation lässt sich der Kapazitätsverlauf in weiten Grenzen variieren. 10 shows two charging curves I and II, wherein the curve I corresponds to a charging curve for a lateral MOS structure of conventional components and the curve II in dashed lines shows the change of the charging curve through the MOS structure according to the invention. For small and large voltages results in a delayed voltage increase, so an increased capacity. The reason for this is that due to the higher doping of the coupling layer several highly doped compensation cells are cleared out at the same time. As a result, the capacity is greater in the moment in which these contiguous heavily doped compensation cells are detected by the field. Although the higher doped coupling layer is eliminated with the highly doped compensation cells of greater distance, the capacity goes back into the stage course. The location of the varied areas and the degree of variation can vary the capacity course within wide limits.

Die in 10 gezeigten Ladekurven sind eine relativ grobe Näherung. Mit entsprechend schwächer dotierten Kopplungsstrukturen und schmaleren Verbindungsbahnen ergeben sich weitere Spielräume für die Variation der Ladekurven und damit für den Verlauf der Source-Drainkapazität. Wie die 10 zeigt, lässt sich sowohl am Anfang als auch am Ende mit Erreichen der Sperrspannung eine größere Kapazität mit dem Drain-Spannungsanstieg realisieren. Das hat den Vorteil, dass die oben erwähnten Störfelder überflüssig werden und somit eine erhebliche Raumersparnis auf den Platinen als auch eine Verminderung der Kosten für die entsprechenden Geräte möglich wird.In the 10 Charging curves shown are a relatively rough approximation. With correspondingly weaker doping coupling structures and narrower interconnect paths, there is further scope for the variation of the charging curves and thus for the course of the source-drain capacitance. As the 10 shows, both at the beginning and at the end of reaching the reverse voltage greater capacity with the drain voltage increase can be realized. This has the advantage that the above-mentioned interference fields are superfluous and thus a considerable space savings on the boards as well as a reduction in the cost of the corresponding devices is possible.

11 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 7 gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung. Dieser schematische Querschnitt zeigt das Kompensationshalbleiterbauteil 7, das Grundlage der in 9 und 10 gezeigten Diagramme ist. Der Abstand a1 im Mittenbereich 30 zwischen den hochdotierten Kompensationszellen 18 ist hier geringer als der Abstand a2 für Kompensationszellen 18, die benachbart zum Sourcegebiet 20 bzw. zum Draingebiet 21 angeordnet sind. Gleichzeitig ist die Dotierung der Kopplungsschicht 24 im Bereich der größer beabstandeten Kompensationszellen 18 höher als im Mittenbereich 30, womit die oben erwähnten Vorteile verbunden sind. Bei dieser siebten Ausführungsform der Erfindung wird eine Pufferzone 27 zwischen dem Substrat 23 und den Kompensationszellen 18 eingehalten und die Kopplungsschicht 24 mit variabler Dotierung wird im Bereich der Oberseite Oberflächenbereich 26 des Halbleiterkörpers 22 angeordnet. Ferner ist es bevorzugt möglich, dass die Abstände der Kompensationszellen 18 von dem Sourcegebiet 20 zum Draingebiet 21 variieren, die Kopplungsschicht 24 aber von dem Sourcegebiet 20 zum Draingebiet 21 hin gleichmäßig schwache Dotierstoffkonzentration aufweist. Dieses ist mit dem Vorteil verbunden, dass die gleichmäßig schwache Dotierstoffkonzentration für die Kopplungsschicht mit einem einzigen Dotierungsprozess erreicht werden kann. 11 shows a schematic cross cut through a compensation semiconductor device 7 according to a seventh embodiment of the invention. This schematic cross section shows the compensation semiconductor device 7 , the basis of in 9 and 10 shown diagrams. The distance a 1 in the middle area 30 between the heavily doped compensation cells 18 here is less than the distance a 2 for compensation cells 18 which are adjacent to the source area 20 or to the drainage area 21 are arranged. At the same time, the doping of the coupling layer 24 in the area of the larger-spaced compensation cells 18 higher than in the middle range 30 , with which the advantages mentioned above are connected. In this seventh embodiment of the invention, a buffer zone 27 between the substrate 23 and the compensation cells 18 complied with and the coupling layer 24 with variable doping surface area is in the top 26 of the semiconductor body 22 arranged. Furthermore, it is preferably possible that the distances of the compensation cells 18 from the source area 20 to the drainage area 21 vary, the coupling layer 24 but from the source area 20 to the drainage area 21 evenly weak dopant concentration. This has the advantage that the uniformly weak dopant concentration for the coupling layer can be achieved with a single doping process.

12 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 8 gemäß einer achten Ausführungs form der Erfindung. Der Unterschied zu dem Halbleiterbauteil gemäß 11 besteht darin, dass die Kopplungsschicht 24 für die elektrische Kopplung der hochdotierten Kompensationszellen 18 nicht auf der Oberseite 26 des Halbleiterkörpers 22 sondern auf der Oberseite 50 des Halbleitersubstrats 23 angeordnet ist. Der Vorteil dieser achten Ausführungsform der Erfindung gegenüber der siebten Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass der kritische Bereich zwischen Kanalgebiet 52 und der ersten Reihe benachbarter hochdotierter Kompensationszellen frei 51 von einer p--leitenden Kopplungsschicht 24 bleibt. Die weiteren Vorteile der siebten Ausführungsform der Erfindung bleiben auch für die achte Ausführungsform der Erfindung erhalten. 12 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device 8th according to an eighth embodiment of the invention. The difference from the semiconductor device according to 11 is that the coupling layer 24 for the electrical coupling of the heavily doped compensation cells 18 not on the top 26 of the semiconductor body 22 but on the top 50 of the semiconductor substrate 23 is arranged. The advantage of this eighth embodiment of the invention over the seventh embodiment of the invention is that the critical area between channel area 52 and the first row of adjacent highly doped compensation cells 51 from a p - -type coupling layer 24 remains. The other advantages of the seventh embodiment of the invention are retained for the eighth embodiment of the invention.

13 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 9 gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung. Dieses Kompensationshalbleiterbauteil 9 zeigt eine Kompensationsstruktur 25 mit Kompensationszellen 18, deren Abstände a voneinander von dem Sourcegebiet 20 in Richtung auf das Draingebiet 21 abnehmen. Außerdem weist das Kompensationshalbleiterbauteil 9 eine Kopplungsschicht 24 auf der Oberseite 26 des Halbleiterkörpers 22 auf, deren Dotierstoffkonzentration von dem Sourcegebiet 20 in Richtung auf das Draingebiet 21 abnimmt. Auch dieses Kompensationshalbleiterbauteil 9 zeigt Vorteile gegenüber Kompensationshalbleiterbauteilen 9 mit äquidistant angeordneten hochdotierten Kompensationszellen 18 und mit gleichmäßig schwach dotierten Kopplungsschichten 24. 13 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device 9 according to a ninth embodiment of the invention. This compensation semiconductor device 9 shows a compensation structure 25 with compensation cells 18 whose distances a from each other from the source region 20 towards the drainage area 21 lose weight. In addition, the compensation semiconductor component has 9 a coupling layer 24 on the top 26 of the semiconductor body 22 on, whose dopant concentration from the source region 20 towards the drainage area 21 decreases. Also this compensation semiconductor component 9 shows advantages over compensation semiconductor components 9 with equidistantly arranged highly doped compensation cells 18 and with evenly weakly doped coupling layers 24 ,

14 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 10 gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung. Diese zehnte Ausführungsform der Erfindung vermeidet wiederum die Probleme, die mit einer Kopp lungsschicht 24 verbunden sind, welche direkt an die Bodyzone 36 angekoppelt ist. Hier wird eine Kopplungsschicht 24 mit vom Sourcegebiet 20 zum Draingebiet 21 abnehmender Dotierstoffkonzentration auf dem Substrat 23 angeordnet und die hochdotierten Kompensationszellen 18 reichen bis in diese Kopplungsschicht 24. Dennoch bleibt die Kopplungsschicht 24 über die Kompensationszellen 49 unterhalb der Bodyzone 36 und somit mit der Sourceelektrode 45 elektrisch verbunden. 14 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device 10 according to a tenth embodiment of the invention. This tenth embodiment of the invention, in turn, avoids the problems associated with a coupling layer 24 connected directly to the bodyzone 36 is coupled. Here is a coupling layer 24 with from the source area 20 to the drainage area 21 decreasing dopant concentration on the substrate 23 arranged and the highly doped compensation cells 18 reach into this coupling layer 24 , Nevertheless, the coupling layer remains 24 via the compensation cells 49 below the bodyzone 36 and thus with the source electrode 45 electrically connected.

15 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 11 gemäß einer elften Ausführungsform der Erfindung. Der Unterschied zu der neunten Ausführungsform der Erfindung, wie sie 13 zeigt, besteht darin, dass unter der Bodyzone 36 keine hochdotierte Kompensationszelle 18 vorgesehen ist. Dafür wird der Teil der Kopplungsschicht 24, der sich unterhalb des Sourcegebietes 20 erstreckt, in Richtung auf das Sourcegebiet 20 erweitert. Die übrigen hochdotierten Kompensationszellen 18 weisen einen abnehmenden Abstand a von dem Sourcegebiet 20 in Richtung auf das Draingebiet 21 auf. Gleichzeitig ist die Kopplungsschicht 24 für diese restlichen hochdotierten Kopplungsgebiete im Bereich der Oberseite 26 des Halbleiterkörpers 22 angeordnet. Somit reicht die mindestens eine dem Bodygebiet 36 unmittelbar benachbarte Kompensationszelle 51 sowohl in die schichtförmige Kopplungsstruktur 25 auf der Oberseite 26 des Halbleiterkörpers 22 als auch in die schwachdotierte Kopplungsstruktur 25 auf dem Substrat 23 hinein. 15 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device 11 according to an eleventh embodiment of the invention. The difference to the ninth embodiment of the invention as it 13 shows is that under the bodyzone 36 no heavily doped compensation cell 18 is provided. For this the part of the coupling layer becomes 24 that is below the source area 20 extends, toward the source region 20 extended. The remaining heavily doped compensation cells 18 have a decreasing distance a from the source region 20 towards the drainage area 21 on. At the same time is the coupling layer 24 for these remaining highly doped coupling areas in the area of the top 26 of the semiconductor body 22 arranged. Thus, the at least one reaches the body area 36 immediately adjacent compensation cell 51 both in the layered coupling structure 25 on the top 26 of the semiconductor body 22 as well as in the weakly doped coupling structure 25 on the substrate 23 into it.

16 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 12 gemäß einer zwölften Ausführungsform der Erfindung. Dieser schematische Querschnitt erläutert einen weiteren Aspekt der Erfindung, bei dem eine Kopplungsschicht 24 aus Substratmaterial dadurch erreicht wird, dass unterhalb einer Kopplungsschicht 24 aus substratmaterial 24 ein vergrabenes Gebiet 31 mit komplementärem Leitungstyp p zum Substratmaterial vorgesehen wird. Das vergrabene Gebiet 31 begrenzt einerseits die Dicke d der Kopplungsschicht 24, die auch in 1 das gesamte Substrat 23 umfasste, und zum anderen sorgt es dafür, dass die Spannungsteilerfunktion der hochdotierten Kopplungszonen 18 voll erfüllt wird. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Bei dieser zwölften Ausführungsform der Erfindung wurde die Bodyzone 36 in Richtung auf die Oberseite 50 des Substrats 23 erweitert und auf eine hochdotierte Kompensationszone unterhalb der Bodyzone 36 verzichtet. 16 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device 12 according to a twelfth embodiment of the invention. This schematic cross section illustrates a further aspect of the invention in which a coupling layer 24 of substrate material is achieved in that below a coupling layer 24 made of substrate material 24 a buried area 31 is provided with complementary conductivity type p to the substrate material. The buried territory 31 limited on the one hand, the thickness d of the coupling layer 24 that also in 1 the entire substrate 23 On the other hand, it ensures that the voltage divider function of the heavily doped coupling zones 18 fully met. Components with sliding Functions as in the previous figures are identified by the same reference numerals and not discussed separately. In this twelfth embodiment of the invention, the body zone 36 towards the top 50 of the substrate 23 extended and on a highly doped compensation zone below the body zone 36 waived.

Die Auswirkungen dieses komplementär dotierten vergrabenen Gebietes 31 auf den Potentialverlauf innerhalb eines Kompensationshalbleiterbauteils 12 wird mit den 17 und 18 näher erläutert.The effects of this complementarily doped buried territory 31 on the potential course within a compensation semiconductor device 12 will be with the 17 and 18 explained in more detail.

In 17 wird mit Hilfe durchgezogener Äquipotentiallinien 54 in Abhängigkeit von der Tiefe T in μm und in Abhängigkeit von der Länge l in μm entlang der Source-Drainstrecke die Potentialverteilung in dem Substrat dargestellt. Dabei geht das zunächst stark variierende Potential von hochdotierter Kompensationszelle über schwachdotiertes Driftgebiet zu hochdotierter Kompensationszelle relativ schnell in Äquipotentiallinien über, die parallel zu der Oberseite des Halbleiterkörpers in dem Halbleitersubstrat bzw. senkrecht zu den Kompensationszellen verlaufen.In 17 is done with the help of solid equipotential lines 54 as a function of the depth T in μm and as a function of the length l in μm along the source-drain line, the potential distribution in the substrate is shown. In this case, the initially strongly varying potential of highly doped compensation cell via weakly doped drift region to heavily doped compensation cell proceeds relatively quickly into equipotential lines which run parallel to the upper side of the semiconductor body in the semiconductor substrate or perpendicular to the compensation cells.

18 zeigt einen schematischen Querschnitt von Äquipotentiallinien 54 eines Kompensationshalbleiterbauteils gemäß 16 mit vergrabenem komplementär dotiertem Gebiet. In diesem Fall ergeben sich Äquipotentiallinien, die senkrecht zur Oberseite des Halbleiterkörpers in den Halbleiterkörper eindringen und senkrecht zu den Kompensationszellen ausgerichtet sind. Dies wird dadurch erreicht, dass die hochdotierten Gebiete über eine Raumladungszone vom Substrat abgekoppelt werden, obgleich die hochdotierten Kompensationszellen in das Substratmaterial der Kopplungsschicht 24 hineinragen. 18 shows a schematic cross section of equipotential lines 54 a compensation semiconductor device according to 16 with buried complementary doped area. In this case, equipotential lines result, which penetrate into the semiconductor body perpendicular to the upper side of the semiconductor body and are aligned perpendicular to the compensation cells. This is achieved by decoupling the highly doped regions from the substrate via a space charge zone, although the highly doped compensation cells are incorporated into the substrate material of the coupling layer 24 protrude.

Werden in dieser Weise die Kompensationszellen über das Substratmaterial angeschlossen, ergibt sich der Vorteil, dass im Schaltfall die Ladungsträger über das auf Sourcepotential gelegte Substrat abfließen können. Zum anderen aber entsteht beim Herstellungsprozess keine Einschränkung dadurch, dass man den Abstand der hochdotierten Kompensationszellen zum Substrat zur Ausbildung einer Pufferzone genau einhalten muss. Entscheidend ist jedoch, dass durch den Kontakt über das Substrat kein Einschaltwiderstandsverlust im Gegensatz zu einer Kontaktierung über eine in der Driftzone platzierte Kopplungsstruktur hingenommen werden muss, obwohl die Kompensationszellen über das Substrat kontaktiert werden.Become connected in this way the compensation cells via the substrate material, there is the advantage that in the case of switching the charge carriers on the can drain to source potential laid substrate. On the other hand arises In the manufacturing process, no limitation by the Distance of highly doped compensation cells to the substrate for formation a buffer zone must comply exactly. Crucial, however, is that through contact over the substrate no Einschaltwiderstandsverlust as opposed to a contact via a be placed in the drift zone placed coupling structure must, although the compensation cells contacted via the substrate become.

Die von diesem vergrabenen komplementär dotierten Gebiet im Substrat entstehende Raumladungszone koppelt die Kompensationszellen vom Substratpotential ab, wenn die Kompensationszellen im Abstand voneinander und in der Dotierung auf die Substratdotierung angepasst sind. Die vergrabene Schicht sollte Idealerweise nicht bis unter die MOS-Zelle reichen, da sonst dort auch eine Kompensation notwendig wird. Dieses hat, wie es die 16 zeigt, den Vorteil, dass im Schaltfall die Ladungsträger über diesen Kontakt zum Substrat abfließen können.The space charge zone formed in the substrate by this buried, complementarily doped region decouples the compensation cells from the substrate potential when the compensation cells are adapted to the substrate doping at a distance from each other and in the doping. Ideally, the buried layer should not reach below the MOS cell, otherwise compensation will be needed there as well. This one has, like the 16 shows the advantage that in the case of switching the charge carriers can flow through this contact to the substrate.

19 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 13 gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform der Erfindung weist das vergrabene Gebiet eine strukturierte vergrabene Schicht 32 auf. Diese strukturierte vergrabene Schicht 32 ist in Zellen 33 gegliedert. Die Zwischenräume 34 des Substratmaterials zwischen den Zellen 33 sind derart bemessen, dass das Substratmaterial im Sperrfall in diesen Zwischenräumen 34 vollständig von Ladeträgern ausgeräumt ist. 19 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device 13 according to a thirteenth embodiment of the invention. In this embodiment of the invention, the buried region has a patterned buried layer 32 on. This textured buried layer 32 is in cells 33 divided. The gaps 34 of the substrate material between the cells 33 are dimensioned such that the substrate material in the case of blocking in these spaces 34 completely cleared of load carriers.

20 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 14 gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der Erfindung. In diesem Fall steht das vergrabene Gebiet 31 in dem Substratmaterial unterhalb des Draingebietes 21 über eine Verbindungsschicht 35 gleichen Leitungstyps wie das Driftgebiet 19 elektrisch in Verbindung. Das hat den Vorteil, dass das komplementär dotierte vergrabene Gebiet 31 über die Driftstrecke in dem Driftgebiet 19 nicht nur kapazitiv an das Potential der Drainzone 46 angekoppelt ist. 20 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device 14 according to a fourteenth embodiment of the invention. In this case, the buried territory stands 31 in the substrate material below the drain region 21 over a connection layer 35 same type of conductivity as the drift area 19 electrically connected. This has the advantage that the complementarily doped buried area 31 over the drift path in the drift area 19 not only capacitive to the potential of the drain zone 46 is coupled.

21 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 15 gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Dotierstoffkonzentration in dem vergrabenen Gebiet 31 in einem Mittenbereich 30 zwischen Source- und Draingebiet gegenüber benachbart zu dem Source- und Draingebiet angeordneten Bereichen vermindert. Mit dieser Variation der Dotierstoffkonzentration des vergrabenen Gebietes 31 kann gleichzeitig der Potentialverlauf im Driftgebiet 19 zwischen den Kompensationsgebieten beeinflusst werden. 21 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device 15 according to a fifteenth embodiment of the invention. In this embodiment of the invention, the dopant concentration is in the buried region 31 in a middle area 30 between source and drain regions opposite regions arranged adjacent to the source and drain regions. With this variation of the dopant concentration of the buried region 31 can simultaneously the potential course in the drift area 19 between the compensation areas.

22 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationshalbleiterbauteil 16 gemäß einer sechzehnten Aus führungsform der Erfindung. Der Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsformen der Erfindung besteht darin, dass das komplementär dotierte vergrabene Gebiet 31 in dem Substratmaterial sowohl unterhalb des Draingebietes 21 als auch unterhalb des Sourcegebietes 20 angeordnet ist. Darüber hinaus ist die Bodyzone 36 des Sourcegebietes 20 so tief in den Halbleiterkörper 22 ausgedehnt, dass ein verbleibender Bereich des Driftgebietes 19 im Sperrfall vollständig von Ladungsträgern ausgeräumt ist. In diesem Fall ist jedoch keine Verbindungsschicht zum Driftgebiet 19 unter dem Draingebiet 21 vorgesehen. 22 shows a schematic cross section through a compensation semiconductor device 16 according to a sixteenth embodiment of the invention. The difference from the previous embodiments of the invention is that the complementarily doped buried region 31 in the substrate material both below the drain region 21 as well as below the source area 20 is arranged. In addition, the body zone 36 of the source area 20 so deep into the semiconductor body 22 extended that a remaining area of the drift area 19 completely cleared of charge carriers in the blocking case. In this case, however, no connection layer to the drift region 19 under the drainage area 21 intended.

11
Kompensationshalbleiterbauteil (1. Ausführungsform)Compensation semiconductor component (1st embodiment)
22
Kompensationshalbleiterbauteil (2. Ausführungsform)Compensation semiconductor component (2nd embodiment)
33
Kompensationshalbleiterbauteil (3. Ausführungsform)Compensation semiconductor component (3rd embodiment)
44
Kompensationshalbleiterbauteil (4. Ausführungsform)Compensation semiconductor component (4th embodiment)
55
Kompensationshalbleiterbauteil (5. Ausführungsform)Compensation semiconductor component (5th embodiment)
66
Kompensationshalbleiterbauteil (6. Ausführungsform)Compensation semiconductor component (6th Embodiment)
77
Kompensationshalbleiterbauteil (7. Ausführungsform)Compensation semiconductor component (Seventh Embodiment)
88th
Kompensationshalbleiterbauteil (8. Ausführungsform)Compensation semiconductor component (8th embodiment)
99
Kompensationshalbleiterbauteil (9. Ausführungsform)Compensation semiconductor component (9th Embodiment)
1010
Kompensationshalbleiterbauteil (10. Ausführungsform)Compensation semiconductor component (10th embodiment)
1111
Kompensationshalbleiterbauteil (11. Ausführungsform)Compensation semiconductor component (11th Embodiment)
1212
Kompensationshalbleiterbauteil (12. Ausführungsform)Compensation semiconductor component (12th Embodiment)
1313
Kompensationshalbleiterbauteil (13. Ausführungsform)Compensation semiconductor component (13th embodiment)
1414
Kompensationshalbleiterbauteil (14. Ausführungsform)Compensation semiconductor component (14th embodiment)
1515
Kompensationshalbleiterbauteil (15. Ausführungsform)Compensation semiconductor component (15th embodiment)
1616
Kompensationshalbleiterbauteil (16. Ausführungsform)Compensation semiconductor component (16th Embodiment)
1717
Kompensationshalbleiterbauteil (Stand der Technik)Compensation semiconductor component (State of the art)
1818
Kompensationszellecompensation cell
1919
Driftgebietdrift region
2020
Sourcegebietsource region
2121
Draingebietdrain region
2222
HalbleiterkörperSemiconductor body
2323
Substratsubstratum
2424
Kopplungsschichtcoupling layer
2525
Kopplungsstrukturcoupling structure
2626
Oberseite des Halbleiterkörperstop of the semiconductor body
2727
Pufferzonebuffer zone
2828
runder Querschnittround cross-section
2929
quadratischer Querschnittsquare cross-section
3030
Mittenbereichmid-range
3131
vergrabenes Gebietburied area
3232
strukturierte vergrabene Schichtstructured buried layer
3333
Zellen der vergrabenen Schichtcell the buried layer
3434
Zwischenraum zwischen den Zellengap between the cells
3535
Verbindungsschichtlink layer
3636
BodyzoneBody zone
3737
Sourceelektroden/AnschlussgebietSource electrode / connection area
3838
Gateelektrodegate electrode
3939
Gate-IsolierschichtGate insulating layer
4040
Drainelektroden-AnschlussgebietDrain electrode terminal area
4141
n-leitende Epitaxieschichtn-type epitaxial layer
4242
p-leitende WanneP-type tub
4343
Trenchtrench
4444
p--leitende Streifenp - conducting stripes
4545
Sourceelektrodesource electrode
4646
Drainelektrodedrain
4747
n+-leitende Sourcezonen + -conducting source zone
4848
n+-leitende Drainzonen + -type drain zone
4949
Kompensationszelle unterhalb der Bodyzonecompensation cell below the bodyzone
5050
Oberseite des Substratstop of the substrate
5151
Kompensationszellen benachbart zum Kanalgebietcompensation cells adjacent to the canal area
5252
Kanalgebietchannel region
5353
Wände der TrencheWalls of the trenches
5454
Äquipotentiallinieequipotential
II
erste Kurve in 8 first turn in 8th
IIII
zweite Kurve in 8 second turn in 8th
aa
Abstand der Kompensationszellendistance the compensation cells
a1 a 1
Abstand der Kompensationszellendistance the compensation cells
a2 a 2
Abstand der Kompensationszellendistance the compensation cells
A-A'A-A '
Schnittebenecutting plane
B-B'B-B '
Schnittebenecutting plane
CC
Pfeilrichtungarrow
CDS C DS
Drain-SourcekapazitätDrain-source capacitance
UDS U DS
Drain-SourcespannungDrain-source voltage
dd
Dicke der Kopplungsschichtthickness the coupling layer
DD
Dicke der Epitaxieschichtthickness the epitaxial layer
GG
Gate-KontaktGate contact
ll
Länge entlang der Source-DrainstreckeAlong the length the source-drain route
nn
n-Leitungstypn-type conductivity
pp
p-Leitungstypp-conductivity type
SS
Source-KontaktSource contact
tt
ZeitTime
TT
Tiefe der Kompensationszellendepth the compensation cells

Claims (24)

Laterales Kompensationshalbleiterbauteil (1) mit hochdotierten Kompensationszellen (18) eines Leitungstyps (p), die in einem die Kompensationszellen (18) umgebenden Driftgebiet (19) mit komplementärem Leitungstyp (n) zwischen einem Sourcegebiet (20) und einem Draitgebiet (21) in einem Halbleiterkörper (22) angeordnet sind, wobei das Driftgebiet (19) mit den Kompensationszellen (18) auf einem Substrat (23) gleichen Leitungstyps (p) wie die Kompensationszellen (18) angeordnet ist, wobei das Substrat (23) elektrisch mit dem Sourcegebiet (20) in Verbindung steht und wobei zur elektrischen Kopplung der hochdotierten Kompensationszellen (18) untereinander Kopplungsschichten (24) oder Kopplungsstrukturen (25) gleichen Leitungstyps (p) wie die Kompensationszellen (18) in dem lateralen Kompensationshalbleiterbauteil (1) angeordnet sind und mit dem Sourcegebiet (20) elektrisch in Verbindung stehen.Lateral compensating semiconductor component ( 1 ) with highly doped compensation cells ( 18 ) of a conductivity type (p), which in one of the compensation cells ( 18 ) surrounding drift area ( 19 ) with complementary conductivity type (s) between a source region ( 20 ) and a Draitgebiet ( 21 ) in a semiconductor body ( 22 ), the drift region ( 19 ) with the compensation cells ( 18 ) on a substrate ( 23 ) of the same conductivity type (p) as the compensation cells ( 18 ) is arranged, wherein the substrate ( 23 ) electrically to the source region ( 20 ) and wherein for the electrical coupling of the highly doped compensation cells ( 18 ) interconnect layers ( 24 ) or coupling structures ( 25 ) of the same conductivity type (p) as the compensation cells ( 18 ) in the lateral compensation semiconductor device ( 1 ) and with the source region ( 20 ) communicate electrically. Kompensationshalbleiterbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationshalbleiterbauteil (1) ein schwachdotiertes Substrat (23) aufweist, das die Kopplungsschicht (24) bildet, wobei sich die Kompensationszellen (18) von der Oberseite (26) des Halbleiterkörpers (22) bis in das schwachdotierte Substrat (23) gleichen Leitungstyps (p) erstrecken.Compensation semiconductor device according to claim 1, characterized in that the compensation semiconductor component ( 1 ) a weakly doped substrate ( 23 ) having the coupling layer ( 24 ), whereby the compensation cells ( 18 ) from the top ( 26 ) of the semiconductor body ( 22 ) into the weakly doped substrate ( 23 ) of the same conductivity type (p). Kompensationshalbleiterbauteil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine schwachdotierte Schicht auf einem hochdotierten Substrat (23) angeordnet ist, wobei die schwachdotierte Schicht die Kopplungsschicht (24) bildet und sich die Kompensationszellen (18) von der Oberseite (26) des Halbleiterkörpers (22) bis in die schwachdotierte Kopplungsschicht (24) erstrecken.Compensation semiconductor device according to claim 1 or claim 2, characterized in that a lightly doped layer on a heavily doped substrate ( 23 ), wherein the lightly doped layer is the coupling layer ( 24 ) and the compensation cells ( 18 ) from the top ( 26 ) of the semiconductor body ( 22 ) into the weakly doped coupling layer ( 24 ). Kompensationshalbleiterbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine schwachdotierte Schicht im Bereich der Oberseite (26) des Halbleiterkörpers (22) die Kopplungsschicht (24) bildet und sich die Kompensationszellen (18) von der schwachdotierten Schicht im Bereich der Oberseite (26) des Halbleiterkörpers (22) bis zu einer Pufferzone (27) aus Driftgebietsmaterial (n) über dem Substrat (23) erstrecken.Compensation semiconductor device according to claim 1, characterized in that a weakly doped layer in the region of the upper side ( 26 ) of the semiconductor body ( 22 ) the coupling layer ( 24 ) and the compensation cells ( 18 ) from the lightly doped layer in the area of the upper side ( 26 ) of the semiconductor body ( 22 ) to a buffer zone ( 27 ) of drift region material (s) over the substrate ( 23 ). Kompensationshalbleiterbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine schwachdotierte schichtförmige Kopplungsstruktur (25) teilweise auf der Oberseite (26) des Halbleiterkörpers (22) und teilweise auf dem Substrat (23) angeordnet ist, wobei die schwachdotierte Kopplungsstruktur (25) auf dem Substrat (23) mindestens die Kompensationszellen (18) unterhalb des Bodygebietes (20) untereinander verbindet, und die schichtförmige Kopplungsstruktur (25) auf der Oberseite (26) des Halbleiterkörpers (22) die restlichen Kompensationszellen (18) elektrisch untereinander verbindet.Compensation semiconductor device according to claim 1, characterized in that a lightly doped layered coupling structure ( 25 ) partly on the top side ( 26 ) of the semiconductor body ( 22 ) and partly on the substrate ( 23 ), the weakly doped coupling structure ( 25 ) on the substrate ( 23 ) at least the compensation cells ( 18 ) below the body area ( 20 ) and the layered coupling structure ( 25 ) on the top ( 26 ) of the semiconductor body ( 22 ) the remaining compensation cells ( 18 ) electrically interconnects. Kompensationshalbleiterbauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine dem Bodygebiet (36) unmittelbar benachbarte Kompensationszelle (51) sowohl in die schicht förmige Kopplungsstruktur (25) auf der Oberseite (26) des Halbleiterkörpers (22) als auch in die schwachdotierte Kopplungsstruktur (25) auf dem Substrat (23) hineinreicht.Compensation semiconductor device according to claim 5, characterized in that the at least one of the body region ( 36 ) immediately adjacent compensation cell ( 51 ) in both the layered coupling structure ( 25 ) on the top ( 26 ) of the semiconductor body ( 22 ) as well as in the weakly doped coupling structure ( 25 ) on the substrate ( 23 ). Kompensationshalbleiterbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine schwachdotierte schichtförmige Kopplungsstruktur (25) teilweise auf der Oberseite (26) des Halbleiterkörpers (22) und teilweise auf dem Substrat (23) angeordnet ist, wobei die schwachdotierte Kopplungsstruktur (25) auf dem Substrat (23) mindestens unterhalb des Sourcegebietes (20) sich derart in Richtung auf das Sourcegebiet (20) erstreckt, dass die dort vorhandene Dotierung des Driftgebiets (19) im Sperrfall ohne zusätzliche hochdotierte Kompensationszellen (18) kompensiert wird.Compensation semiconductor device according to claim 1, characterized in that a lightly doped layered coupling structure ( 25 ) partly on the top side ( 26 ) of the semiconductor body ( 22 ) and partly on the substrate ( 23 ), the weakly doped coupling structure ( 25 ) on the substrate ( 23 ) at least below the source region ( 20 ) in such a way towards the source area ( 20 ) that the doping of the drift region ( 19 ) in the blocking case without additional highly doped compensation cells ( 18 ) is compensated. Kompensationshalbleiterbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationszellen (18) sich säulenförmig von der Oberseite (26) des Halbleiterkörpers (22) aus orthogonal zu der Oberseite (26) in den Halbleiterkörper (22) hinein erstrecken und einen runden Querschnitt (28) oder einen ovalen oder einen polygonalen vorzugsweise einen hexagonalen, oder einen quadratischen (29) oder einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.Compensation semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the compensation cells ( 18 ) is columnar from the top ( 26 ) of the semiconductor body ( 22 ) from orthogonal to the top ( 26 ) in the semiconductor body ( 22 ) and a round cross section ( 28 ) or an oval or a polygonal, preferably a hexagonal, or a square ( 29 ) or have a rectangular cross-section. Kompensationshalbleiterbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationszellen (18) nicht äquidistant voneinander beabstandet sind, sondern der Abstand (a) der Kom pensationszellen (18) von dem Sourcegebiet (20) zum Draingebiet (21) variiert.Compensation semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the compensation cells ( 18 ) are not equidistant from each other, but the distance (a) of Kom pensationszellen ( 18 ) from the source area ( 20 ) to the drainage area ( 21 ) varies. Kompensationshalbleiterbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der Kompensationszellen (18) von dem Sourcegebiet (20) zum Draingebiet (21) variieren, die Kopplungsschicht (24) aber von dem Sourcegebiet (20) zum Draingebiet (21) hin gleichmäßig schwache Dotierstoffkonzentration aufweist.Compensation semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the distances of the compensation cells ( 18 ) from the source area ( 20 ) to the drainage area ( 21 ), the coupling layer ( 24 ) but from the source area ( 20 ) to the drainage area ( 21 ) evenly weak dopant concentration. Kompensationshalbleiterbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsschicht (24) keine gleichmäßig schwache Dotierstoffkonzentration aufweist, sondern eine mit der Abstandsvariation der Kompensationszellen (18) korrelierte zunehmende Störstellenkonzentration bei zunehmenden Abständen (a1, a2) zwischen den Kompensationszellen (18) aufweist.Compensation semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling layer ( 24 ) has not a uniformly weak dopant concentration, but one with the distance variation of the compensation cells ( 18 ) correlated increasing impurity concentration with increasing distances (a 1 , a 2 ) between the compensation cells ( 18 ) having. Kompensationshalbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationshalbleiterbauteil (6) eine Kompensationsstruktur mit einem Mittenbereich (30) zwischen dem Sourcegebiet (20) und dem Draingebiet (21) aufweist, in dem die Kompensationszellen (18) einen größeren Abstand (a1) aufweisen, als die Kompensationszellen (18), die benachbart zu dem Sourcegebiet (20) und dem Draingebiet (21) angeordnet sind.Compensation semiconductor device according to one of Claims 9 to 11, characterized in that the compensation semiconductor component ( 6 ) a compensation structure with a central area ( 30 ) between the source area ( 20 ) and the drainage area ( 21 ), in which the compensation cells ( 18 ) have a greater distance (a 1 ) than the compensation cells ( 18 ) adjacent to the source region ( 20 ) and the drainage area ( 21 ) are arranged. Kompensationshalbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationshalbleiterbauteil (7) eine Kompensationsstruktur mit einem Mittenbereich (30) zwischen dem Sourcegebiet (20) und dem Draingebiet (21) aufweist, in dem die Kompensationszellen (18) einen geringeren Abstand (a1) aufweisen als die Kompensationszellen (18), die benachbart zu dem Sourcegebiet (20) und dem Draingebiet (21) angeordnet sind und wobei eine an der Oberseite (26) des Halbleiterkörpers (22) angeordnete Kopplungsschicht (24) eine geringere Dotierstoffkonzentration in dem Mittenbereich (30) aufweist als benachbart zu dem Source- (20) und dem Draingebiet (21).Compensation semiconductor device according to one of Claims 9 to 11, characterized in that the compensation semiconductor component ( 7 ) a compensation structure with a central area ( 30 ) between the source area ( 20 ) and the drainage area ( 21 ), in which the compensation cells ( 18 ) have a smaller distance (a 1 ) than the compensation cells ( 18 ) adjacent to the source region ( 20 ) and the drainage area ( 21 ) are arranged and one being at the top ( 26 ) of the semiconductor body ( 22 ) arranged coupling layer ( 24 ) a lower dopant concentration in the central region ( 30 ) as adjacent to the source ( 20 ) and the drainage area ( 21 ). Kompensationshalbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationshalbleiterbauteil (12) eine Kompensationsstruktur mit einem Mittenbereich (30) zwischen dem Sourcegebiet (20) und dem Draingebiet (21) aufweist, in dem die Kompensationszellen (18) einen geringeren Abstand (a1) aufweisen als die Kompensationszellen, die benachbart zu dem Sourcegebiet (20) und dem Draingebiet (21) angeordnet sind und wobei eine auf dem Substrat (23) angeordnete Kopplungsschicht (24) eine geringere Dotierstoffkonzentration in dem Mittenbereich (30) aufweist als benachbart zu dem Source- (20) und dem Draingebiet (21).Compensation semiconductor device according to one of Claims 9 to 11, characterized in that the compensation semiconductor component ( 12 ) a compensation structure with a central area ( 30 ) between the source area ( 20 ) and the drainage area ( 21 ), in which the compensation cells ( 18 ) have a smaller distance (a 1 ) than the compensation cells which are adjacent to the source region ( 20 ) and the drainage area ( 21 ) and one on the substrate ( 23 ) arranged coupling layer ( 24 ) a lower dopant concentration in the central region ( 30 ) as adjacent to the source ( 20 ) and the drainage area ( 21 ). Kompensationshalbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationshalbleiterbauteil (9) eine Kompensationsstruktur mit Kompensationszellen (18) aufweist, deren Abstände (a) voneinander von dem Sourcegebiet (20) zu dem Draingebiet (21) abnehmen, und das eine Kopplungsschicht (24) auf der Oberseite (26) des Halbleiterkörpers (22) aufweist, deren Dotierstoffkonzentration von dem Sourcegebiet (20) in Richtung auf das Draingebiet (21) abnimmt.Compensation semiconductor device according to one of Claims 9 to 11, characterized in that the compensation semiconductor component ( 9 ) a compensation structure with compensation cells ( 18 ) whose distances (a) from each other from the source region ( 20 ) to the drainage area ( 21 ), and the one coupling layer ( 24 ) on the top ( 26 ) of the semiconductor body ( 22 ) whose dopant concentration from the source region ( 20 ) towards the drainage area ( 21 ) decreases. Kompensationshalbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationshalbleiterbauteil (10) eine Kompensationsstruktur mit Kompensationszonen (18) aufweist, deren Abstände (a) voneinander von dem Sourcegebiet (20) zu dem Draingebiet (21) abnehmen, und das eine Kopplungsschicht (24) auf dem Substrat (23) aufweist, deren Dotierstoffkonzentration von dem Sourcegebiet (20) in Richtung auf das Draingebiet (21) abnimmt.Compensation semiconductor device according to one of Claims 9 to 11, characterized in that the compensation semiconductor component ( 10 ) a compensation structure with compensation zones ( 18 ) whose distances (a) from each other from the source region ( 20 ) to the drainage area ( 21 ), and the one coupling layer ( 24 ) on the substrate ( 23 ) whose dopant concentration from the source region ( 20 ) towards the drainage area ( 21 ) decreases. Kompensationshalbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationshalbleiterbauteil (11) eine Kompensationsstruktur mit Kompensationszonen (18) aufweist, deren Abstände (a) voneinander von dem Sourcegebiet (20) in Richtung auf das Draingebiet (21) abnehmen, und das eine Kopplungsschicht (24) aufweist, die teilweise auf der Oberseite (26) des Halbleiterkörpers (22) und teilweise auf dem Substrat (23) angeordnet ist, wobei deren Dotierstoffkonzentration von dem Sourcegebiet (20) in Richtung auf das Draingebiet (21) abnimmt und wobei die Kopplungsschicht (24) auf dem Substrat (23) mindestens unterhalb des Sourcegebietes (20) sich derart in Richtung auf das Sourcegebiet (20) erstreckt, dass die dort vorhandene Dotierung der Driftgebiet (19) im Sperrfall ohne zusätzliche hochdotierte Kompensationszellen kompensiert wird.Compensation semiconductor device according to one of Claims 9 to 11, characterized in that the compensation semiconductor component ( 11 ) a compensation structure with compensation zones ( 18 ) whose distances (a) from each other from the source region ( 20 ) towards the drainage area ( 21 ), and the one coupling layer ( 24 ), partially on the top ( 26 ) of the semiconductor body ( 22 ) and partly on the substrate ( 23 ), the dopant concentration of which from the source region ( 20 ) towards the drainage area ( 21 ) and wherein the coupling layer ( 24 ) on the substrate ( 23 ) at least below the source region ( 20 ) in such a way towards the source area ( 20 ) that the doping of the drift region ( 19 ) is compensated in the blocking case without additional highly doped compensation cells. Kompensationshalbleiterbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substratmaterial die Kopplungsschicht (24) bildet, wobei sich die Kompensationszellen (18) von der Oberseite (26) des Halbleiterkörpers (22) bis in das Substrat (23) gleichen Leitungstyps (p) erstrecken und ein vergrabenes Gebiet (31) mit komplementärem Leitungstyp (n) in einem definierten Abstand zur Oberseite des Substratmaterials angeordnet ist.Compensation semiconductor device according to claim 1, characterized in that the substrate material, the coupling layer ( 24 ), whereby the compensation cells ( 18 ) from the top ( 26 ) of the semiconductor body ( 22 ) into the substrate ( 23 ) of the same conductivity type (p) and a buried area ( 31 ) is arranged with complementary conductivity type (s) at a defined distance from the top of the substrate material. Kompensationshalbleiterbauteil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das vergrabene Gebiet (31) eine Schicht aufweist, die sich in dem Substrat (23) vom Draingebiet (21) in Richtung auf das Sourcegebiet (20) erstreckt, jedoch nicht unterhalb des Sourcegebietes (20) im Substrat (23) angeordnet ist.Compensation semiconductor device according to claim 18, characterized in that the buried region ( 31 ) has a layer located in the substrate ( 23 ) from the drainage area ( 21 ) towards the source region ( 20 ), but not below the source region ( 20 ) in the substrate ( 23 ) is arranged. Kompensationshalbleiterbauteil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das vergrabene Gebiet (31) eine strukturierte vergrabene Schicht (32) aufweist, die in Zellen (33) gegliedert ist, wobei der Zwischenraum (34) aus Substratmaterial (p) zwischen den Zellen (33) derart bemessen ist, dass das Substratmaterial (p) im Sperrfall in diesen Zwischenräumen (34) vollständig von Ladungsträgern ausgeräumt ist.Compensation semiconductor device according to claim 18, characterized in that the buried region ( 31 ) a structured buried layer ( 32 ) in cells ( 33 ), the space ( 34 ) of substrate material (p) between the cells ( 33 ) is dimensioned such that the substrate material (p) in the blocking case in these spaces ( 34 ) is completely cleared of charge carriers. Kompensationshalbleiterbauteil nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das vergrabene Gebiet (31) in dem Substratmaterial (p) unterhalb des Draingebietes (21) über eine Verbindungsschicht (35) gleichen Leitungstyps (n) wie das Driftgebiet (19) elektrisch in Verbindung steht.Compensation semiconductor device according to claim 18 or claim 19, characterized in that the buried region ( 31 ) in the substrate material (p) below the drain region ( 21 ) via a connection layer ( 35 ) of the same conductivity type (s) as the drift region ( 19 ) is electrically connected. Kompensationshalbleiterbauteil nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierstoffkonzentration in dem vergrabene Gebiet (31) variiert.Compensation semiconductor device according to claim 18 or claim 19, characterized in that the dopant concentration in the buried region ( 31 ) varies. Kompensationshalbleiterbauteil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das die Dotierstoffkonzentration in dem vergrabene Gebiet (31) in einem Mittenbereich (30) zwischen Source- (20) und Draingebiet (21) gegenüber benachbart zu dem Source- (20) und Draingebieten (21) angeordneten Bereichen vermindert ist.Compensation semiconductor device according to claim 18, characterized in that the dopant concentration in the buried region ( 31 ) in a middle area ( 30 ) between source ( 20 ) and drainage area ( 21 ) opposite to the source ( 20 ) and drainage areas ( 21 ) arranged areas is reduced. Kompensationshalbleiterbauteil nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sich das vergrabene Gebiet (31) in dem Substratmaterial (p) von unterhalb des Draingebietes (21) bis zu unterhalb des Sourcegebietes (20) erstreckt, und dass die Bodyzone (36) des Sourcegebietes (20) so tief in den Halbleiterkörper (22) ausgedehnt ist, dass ein verbleibendes Gebiet (31) der Driftzone (21) im Sperrfall vollständig von Ladungsträgern ausgeräumt ist.Compensation semiconductor device according to claim 18 or claim 19, characterized in that the buried region ( 31 ) in the substrate material (p) from below the drain region ( 21 ) to below the source area ( 20 ) and that the body zone ( 36 ) of the source area ( 20 ) so deeply into the semiconductor body ( 22 ) that a remaining area ( 31 ) of the Drift zone ( 21 ) is completely cleared of charge carriers in the blocking case.
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