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Die nachfolgende Beschreibung betrifft ein Halbleiterbauelement und ein Verfahren zur Herstellung desselben, beispielsweise ein Halbleiterbauelement mit einer Super-Junction-Struktur und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
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Stand der Technik
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Hochspannungs- und Hochleistungsbauteile werden häufig als Teil von integrierten Schaltungsgeräten (IC-Geräten) mit hoher Leistung in Leistungsumricht- und Leistungssteuerungssystemen verwendet. Ein in planarer Gate-Architektur gefertigter Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) ist als ein solches Hochspannungsbauteil weit verbreitet.
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Bei einem in planarer Gate-Architektur gefertigten MOSFET muss jedoch für eine gleich bleibende Verteilung des elektrischen Felds in seiner Epitaxieregion in der Epitaxieregion eine bestimmte Mindestdicke aufrechterhalten werden, und die Epitaxieregion muss eine bestimmte Mindestkonzentration von Dotierstoffen aufweisen. Aufgrund des Zusammenhangs zwischen der Verteilung des elektrischen Felds und der Dicke und Dotierstoffkonzentration ist es also schwierig, einen MOSFET zu erhalten, der weniger als eine bestimmte Widerstandskomponente aufweist. Zur Überwindung dieser Einschränkung ist eine Super-Junction-Struktur vorgeschlagen worden.
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Das herkömmliche Super-Junction-Halbleiterbauelement umfasst Komponenten, die eine gewisse Ähnlichkeit mit einem Gate und einer P-Typ-Wannenstruktur eines allgemeinen MOSFET aufweisen. Die P-Typ-Säulenregion zum Erhalt von Super-Junction-Eigenschaften ist jedoch in einer N-Typ-Säulenregion an einem unteren Ende einer P-Typ-Body-Region ausgebildet. Der strukturelle Unterschied hat folgende Wirkung: Bei einem allgemeinen MOSFET erstreckt sich eine Sperrschicht nur in einer vertikalen Richtung, wenn an seinem Drain eine Spannung anliegt. Bei einem Super-Junction-Halbleiterbauelement erstreckt sich eine Sperrschicht sowohl in einer vertikalen Richtung als auch in einer horizontalen Richtung, wenn an seinem Drain eine Spannung anliegt. Bei einem solchen Bauelement lässt sich bei gleichen Ladungsmengen in beiden Regionen im Zuge der Verarmung der N-Typ- und P-Typ-Regionen eine hohe Durchbruchspannung erhalten. Da in der vertikalen Richtung keine Ladung vorliegt, wird in der vertikalen Richtung theoretisch permanent ein elektrisches Feld erzeugt.
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Das herkömmliche Halbleiterbauelement mit Super-Junction-Struktur ist jedoch mit dem Problem behaftet, dass zum Zeitpunkt des Einschaltens keine hohe Stromdichte erreicht wird, weil ein Widerstand einer Drift-Region nahe einer Drain-Region relativ höher ist als derjenige einer Drift-Region nahe einer Source-Region.
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Ein derartiges Halbleiterbauelement ist beispielsweise aus der
US 7345342 B2 bekannt. Ferner offenbart die
DE 102 45 049 A1 ein Kompensationshalbleiterbauelement mit in einer Richtung parallel zur Substratoberfläche abwechselnd angeordneten p-dotierten Gebieten (Ausräumzonen) und n-dotierten Gebieten (Komplementärausräumzonen), wobei die p-Dotierungskonzentration der Ausräumzone konstant ist und die n-Dotierungskonzentration der Komplementärausräumzone kontinuierlich in Richtung Gate-Kontaktierung ansteigt. Die
US 2012/0032255 A1 offenbart ein ähnliches Kompensationshalbleiterbauelement mit einer Mehrzahl übereinandergestapelter p-dotierter Kompensationsregionen, wobei die Breite der Regionen jeweils konstant ist und die Breite der Regionen mit zunehmendem Abstand zur Gate-Kontaktierung abnimmt.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Zusammenfassung dient dazu, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die anschließend in der ausführlichen Beschreibung genauer beschrieben werden. Diese Zusammenfassung ist nicht dazu gedacht, Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu kennzeichnen, und ebenfalls nicht als Hilfe zur Bestimmung des Schutzbereichs des beanspruchten Gegenstands gedacht.
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Es wird ein Super-Junction-Halbleiterbauelement zur Verfügung gestellt, welches eine in einem Substrat angeordnete N-Typ-Halbleiterregion, zwei oder mehr P-Typ-Halbleiterregionen, die zu der N-Typ-Halbleiterregion benachbart abwechselnd in einer Richtung parallel zu einer Oberfläche des Substrats angeordnet sind, eine P-Typ-Body-Region, die auf zumindest einer der P-Typ-Halbleiterregionen angeordnet ist, eine in der P-Typ-Body-Region angeordnet Source-Region und eine weitere N-Typ-Region umfasst, wobei die weitere N-Typ-Region mit dem unteren Ende der N-Typ-Halbleiterregion und unteren Enden der P-Typ-Halbleiterregionen in der Richtung parallel zu einer Oberfläche des Substrats überlappt, so dass im Bereich der weiteren N-Typ-Region eine N-Typ-Netto-Dotierungskonzentration eine P-Typ-Netto-Dotierungskonzentration übersteigt
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Bevorzugt umfasst das Super-Junction-Halbleiterbauelement ferner eine elektrisch mit dem Substrat verbundene Drain-Elektrode und eine auf der P-Typ-Body-Region und der Source-Region angeordnete Source-Elektrode.
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Vorzugsweise sind eine Netto-Ladungsmenge der N-Typ-Halbleiterregion und eine Ladungsmenge der P-Typ-Halbleiterregion ausgeglichen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist eine untere Region der P-Typ-Halbleiterregionen in einer vertikalen Richtung die niedrigste P-Typ-Dotierungskonzentration der P-Typ-Halbleiterregionen auf.
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Bevorzugt weist eine untere Region der N-Typ-Halbleiterregion in einer vertikalen Richtung eine Dotierungskonzentration auf, die höher ist als eine Dotierungskonzentration einer oberen Region der N-Typ-Halbleiterregion.
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Ferner bevorzugt umfassen die P-Typ-Halbleiterregionen eine an einem unteren Ende angeordnete erste Region und eine an einem oberen Ende angeordnete zweite Region. Des Weiteren bevorzugt weisen die erste Region und die zweite Region verschiedene Breiten auf.
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Vorzugsweise ist die Breite der ersten Region am unteren Ende kleiner als die Breite der zweiten Region am oberen Ende.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dotierungskonzentration der N-Typ-Halbleiterregion oberhalb des unteren Endes der N-Typ-Halbleiterregion mit der kleineren Breite konstant.
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Gemäß einem weiteren allgemeinen Aspekt wird ein Halbleiterbauelement bereitgestellt, das umfasst: eine Drain-Region, eine oberhalb der Drain-Region angeordnete N-Typ-Halbleiterregion, zwei oder mehr P-Typ-Halbleiterregionen, die abwechselnd mit der N-Typ-Halbleiterregion in einer Richtung parallel zu der Drain-Region angeordnet sind, und eine oberhalb der P-Typ-Halbleiterregion angeordnete Source-Region, wobei die P-Typ-Halbleiterregion aus einer ersten Region benachbart zu der Drain-Region und einer zweiten Region benachbart zu der Source-Region besteht, wobei die zweite Region eine im Wesentlichen gleiche Breite entlang der Tiefe der zweiten Region aufweist, und wobei die erste Region eine geringere Breite als die zweite Region aufweist, so dass im Halbleiterbauelement entlang einer Richtung parallel zu einer Oberfläche des Substrats im Bereich der ersten Region eine N-Typ-Netto-Dotierungskonzentration eine P-Typ-Netto-Dotierungskonzentration übersteigt.
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Bevorzugt ist eine Dotierungskonzentration der N-Typ-Halbleiterregion benachbart zu der Drain-Region höher als eine Dotierungskonzentration der N-Typ-Halbleiterregion benachbart zu der Source-Region. Des Weiteren bevorzugt ist eine Dotierungskonzentration jeder der P-Typ-Halbleiterregionen benachbart zu der Drain-Region niedriger als eine Dotierungskonzentration der N-Typ-Halbleiterregion benachbart zu der Source-Region.
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Des Weiteren wird ein Verfahren zur Ausbildung eines Super-Junction-Halbleiterbauelements beschrieben, wobei das Verfahren beinhaltet: Ausbilden einer ersten Epitaxieschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps oberhalb eines Substrats, Ausbilden erster Säulenregionen eines zweiten Leitfähigkeitstyps durch Dotieren von zwei oder mehr Bereichen der ersten Epitaxieschicht mit einem Dotierstoff eines zweiten Leitfähigkeitstyps und Ausbilden einer Ionenimplantationsregion durch Dotieren der ersten Säulenregionen und der ersten Epitaxieschicht mit einem Dotierstoff eines ersten Leitfähigkeitstyps sowie Ausbilden einer zweiten Epitaxieschicht und zweiter Säulenregionen oberhalb der ersten Epitaxieschicht und der ersten Säulenregionen.
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Bevorzugt sind oberhalb der zweiten Epitaxieschicht und der zweiten Säulenregionen eine oder mehrere weitere Epitaxieschichten und weitere Säulenregionen ausgebildet, derart dass die ersten Säulenregionen, die zweiten Säulenregionen und die eine oder mehreren weiteren Säulenregionen so ausgerichtet sind, dass sie benachbart zu einer Säulenstruktur des ersten Leitfähigkeitstyps zwei oder mehr Säulenstrukturen des zweiten Leitfähigkeitstyps ausbilden. Des Weiteren bevorzugt umfasst das Verfahren ferner die Ausbildung einer Body-Region und einer Source-Region oberhalb der zwei oder mehr Säulenstrukturen des zweiten Leitfähigkeitstyps.
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Des Weiteren bevorzugt umfasst das Verfahren ferner die Ausbildung einer Source-Elektrode auf der Body-Region und der Source-Region, die Ausbildung einer Gate-Elektrode zwischen den zwei oder mehr Säulenstrukturen des zweiten Leitfähigkeitstyps und die Ausbildung einer Drain-Elektrode unterhalb des Substrats.
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Bevorzugt weist ein unteres Ende der Säulenstrukturen des zweiten Leitfähigkeitstyps eine kleinere Breite auf als ein oberes Ende der Säulenstrukturen des zweiten Leitfähigkeitstyps.
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In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht das untere Ende der Säulenstrukturen des zweiten Leitfähigkeitstyps einer Junction-Feldeffekt- (Junction Field Effect, JFET) Ionenimplantationsregion, in der eine Gegendotierung erfolgt.
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Bevorzugt erfolgt auf den zweiten Säulenregionen und den oberhalb der zweiten Säulenregionen ausgebildeten weiteren Säulenregionen keine Gegendotierung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist nach der Ausbildung der Ionenimplantationsregion eine Dotierstoffkonzentration der ersten Epitaxieschicht zwischen den zwei oder mehr ersten Säulenregionen höher als eine Netto-Dotierstoffkonzentration der zwei oder mehr ersten Säulenregionen.
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Weitere Merkmale und Aspekte sind der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen zu entnehmen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ein Beispiel eines Super-Junction-Halbleiterbauelements in Querschnittsansicht.
- 2A zeigt ein Beispiel eines Super-Junction-Halbleiterbauelements gemäß der vorliegenden Offenbarung in Querschnittsansicht.
- 2B zeigt ein weiteres Beispiel eines Super-Junction-Halbleiterbauelements in Querschnittsansicht.
- 2C zeigt ein weiteres Beispiel eines Super-Junction-Halbleiterbauelements in Querschnittsansicht.
- 3A ist ein Schema, das noch ein weiteres Beispiel eines Super-Junction-Halbleiterbauelements zeigt. In diesem Beispiel ist das Super-Junction-Halbleiterbauelement ein Halbleiterbauelement vom Stapeltyp, und in dem Schema ist ein Störstellenkonzentrationsprofil desselben dargestellt.
- 3B ist ein Schema, das noch ein weiteres Beispiel eines Super-Junction-Halbleiterbauelements zeigt. In diesem Beispiel ist das Super-Junction-Bauelement ein Halbleiterbauelement vom Grabentyp, und in dem Schema ist ein Störstellenkonzentrationsprofil desselben dargestellt.
- 4 zeigt noch ein weiteres Beispiel eines Super-Junction-Halbleiterbauelements in Querschnittsansicht und ein Störstellenkonzentrationsprofil desselben.
- 5 zeigt ein weiteres Beispiel eines Super-Junction-Halbleiterbauelements in Querschnittsansicht und ein Störstellenkonzentrationsprofil desselben.
- 6A bis 6D zeigen Querschnittsansichten zur Beschreibung eines Beispiels eines Verfahrens zur Herstellung des Super-Junction-Halbleiterbauelements gemäß 3A.
- 7A bis 7C zeigen Querschnittsansichten zur Beschreibung eines Beispiels eines Verfahrens zur Herstellung des Super-Junction-Halbleiterbauelements gemäß 4.
- 8A bis 8C zeigen Querschnittsansichten zur Beschreibung eines Beispiels eines Verfahrens zur Herstellung des Super-Junction-Halbleiterbauelements gemäß 5.
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In den Zeichnungen und der ausführlichen Beschreibung ist, soweit nicht anders beschrieben oder festgelegt, davon auszugehen, dass gleiche Elemente, Merkmale und Strukturen durchgängig mit den gleichen Zeichnungs-Bezugsziffern bezeichnet sind. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, und die Größenverhältnisse, die Proportionen und das Aussehen von Elementen in den Zeichnungen können der Deutlichkeit, Anschaulichkeit und Einfachheit halber übertrieben dargestellt sein.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die nachfolgende ausführliche Beschreibung dient dazu, den Leser bei der Erlangung eines umfassenden Verständnisses der hier beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und/oder Systeme zu unterstützen. Allerdings sind verschiedene Änderungen, Modifikationen und Entsprechungen der hier beschriebenen Systeme, Vorrichtungen und/oder Verfahren für den Fachmann offenkundig. Die Abfolge der beschriebenen Verfahrensschritte und/oder Vorgänge ist ein Beispiel; der Ablauf der Schritte und/oder Vorgänge ist jedoch nicht auf den hier angegebenen beschränkt und kann, wie dem Fachmann bekannt ist, verändert werden, mit Ausnahme von notwendigerweise in einer bestimmten Reihenfolge erfolgenden Schritten und/oder Vorgängen. Ebenso können Beschreibungen von Funktionen und Konstruktionen, die dem Fachmann gut bekannt sind, zur Verbesserung der Deutlichkeit und Prägnanz weggelassen sein.
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Die hier beschriebenen Merkmale sind in verschiedenen Formen ausführbar und sollten nicht als auf die hier beschriebenen Beispiele beschränkt angesehen werden. Vielmehr dienen die hier beschriebenen Beispiele der Genauigkeit und Vollständigkeit dieser Offenbarung und machen den vollen Umfang der Offenbarung für den Fachmann erkennbar.
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Eine Aussage, dass sich eine erste Schicht „auf“ einer zweiten Schicht oder einem Substrat befindet, soll, soweit nicht anders angegeben, so verstanden werden, dass sie sowohl einen Fall einschließt, in dem die erste Schicht direkten Kontakt mit der zweiten Schicht oder dem Substrat hat, als auch einen Fall, in dem zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht oder dem Substrat eine oder mehrere andere Schichten angeordnet ist/sind.
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Auf räumliche Verhältnisse bezogene Ausdrücke wie „unter“, „unterhalb“, „untere/r/s“, „über“, „oberes“ und ähnliche können verwendet werden, um auf einfache Weise Beziehungen zwischen einer Vorrichtung oder Elementen und anderen Vorrichtungen oder zwischen Elementen zu beschreiben. Die auf räumliche Verhältnisse bezogenen Ausdrücke sollten so aufgefasst werden, dass sie die in den Zeichnungen gezeigte Richtung und zusätzlich weitere bei Benutzung oder im Betrieb auftretende Richtungen der Vorrichtung beinhalten. Außerdem kann die Vorrichtung in andere Richtungen orientiert sein, und die Interpretation der auf räumliche Verhältnisse bezogenen Ausdrücke basiert dementsprechend auf der Orientierung.
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Die hier verwendeten Ausdrücke wie „erster Leitfähigkeitstyp“ und „zweiter Leitfähigkeitstyp“ können sich auf einander entgegengesetzte Leitfähigkeitstypen wie N-Typ und P-Typ beziehen, und ein hier erläutertes und veranschaulichtes Beispiel umfasst auch dazu komplementäre Beispiele.
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Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein Beispiel eines Super-Junction-Halbleiterbauelements bereit, das in der Lage ist, durch eine Reduzierung der Ausdehnung einer in der Drift-Region nahe einer Drain-Region auftretenden Sperrregion den Widerstand gegen in einer Drift-Region fließenden Strom zu verringern.
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Gemäß einem Beispiel von Super-Junction-Halbleiterbauelementen gemäß der vorliegenden Offenbarung können im Fall einer zusätzlichen Implantation eines N-Typ-Materials in ein unteres Ende einer P-Typ-Säulenregion im Zuge der Verkleinerung einer Sperrregion der Drain- und Source-Widerstand (Rds/on) eines zum Zeitpunkt des Einschaltens des Bauelements fließenden Drain-Stroms verringert werden. Des Weiteren kann ein Bereich oder eine Länge der P-Typ-Säulenregion kleiner ausgebildet sein als diejenigen anderer Abschnitte an einem oberen Ende, um den Drain- und Source-Widerstand (Rds/on) weiter zu reduzieren.
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Ferner wird aufgrund der erhöhten Menge an N-Typ-Ladung der Elementarzelle zum Ausgleich der Ladungsmengen nur die Ionendosismenge der entsprechenden Region erhöht. Eine P-Typ-Konzentration am unteren Ende ist also höher als diejenigen an den anderen Abschnitten. Dementsprechend wird am unteren Ende der P-Typ-Säulenregion ein kritisches elektrisches Feld einer Durchbruchspannung des Bauelements ausgebildet. Dadurch ist es möglich, eine stabile Durchbruchwellenform zu erhalten und einen Innendruck des Bauelements bezogen auf den Sperrstrom wesentlich zu erhöhen.
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In der vorliegenden Offenbarung sind jedoch verschiedene Modifikationen und verschiedene Ausführungsformen inbegriffen. Einige Beispiele davon werden jetzt im Rahmen der ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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Im Allgemeinen wird zum Einschalten eines Super-Junction-Halbleiterbauelements eine Gegenspannung an eine Drain-Region angelegt. Eine Sperrschicht erstreckt sich in einem Abschnitt, in dem durch die anliegende Gegenspannung ein P/N-Übergang erzeugt wird. Dementsprechend wird die Sperrschicht beim Fließen eines Drain-Stroms in Richtung einer Source nicht entfernt. In der vorliegenden Offenbarung ist also zur Sicherstellung einer großen Nicht-Sperrregion, in welcher der Strom fließt, obwohl Regionen, in denen sich die Sperrschichten erstrecken, klein sein können, oder die ausgedehnten Regionen gleich sein können, die Nicht-Sperrregion anfangs breit ausgebildet, so dass der Strom leicht fließen kann, so dass es möglich ist, den Drain- und Source-Widerstand (Rds/on) zu reduzieren. Ferner können die zwei Verfahren gleichzeitig angewendet werden, und es kann ein optimaler Zustand zum Ausgleich der Menge von N-Typ-Ladungen und der Menge von P-Typ-Ladungen zur Ausbildung eines kritischen elektrischen Felds am unteren Ende der P-Typ-Säule in der aktiven Region bestimmt werden.
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1 zeigt ein Beispiel eines Super-Junction-Halbleiterbauelements gemäß der vorliegenden Offenbarung in einer Querschnittsansicht.
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Bezug nehmend auf 1, umfasst ein Super-Junction-Halbleiterbauelement gemäß einem ersten Beispiel Gate-Elektroden 10, Source-Elektroden 11, Source-Regionen 12, P-Typ-Body-Regionen 13, P-Typ-Säulenregionen 14, N-Typ-Säulenregionen 15, Drain-Regionen 16, Drain-Elektroden 19 und Gate-Isolierschichten 17.
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Das Halbleiterbauelement mit Super-Junction-Struktur umfasst die N-Typ-Säulenregionen 15 und die P-Typ-Säulenregionen 14 auf der N-Typ-Drain-Region 16 mit einer hohen Dotierstoffkonzentration. Die N-Typ-Säulenregionen 15 und die P-Typ-Säulenregionen 14 sind abwechselnd in einer horizontalen Richtung des Halbleiterbauelements ausgebildet. Die N-Typ-Säulenregion 15 und die P-Typ-Säulenregionen 14 sind jeweils Regionen, in die einheitlich ein N-Typ-Dotierstoff und ein P-Typ-Dotierstoff implantiert sind. Die N-Typ-Säulenregion 15 und die P-Typ-Säulenregionen 14 können als N-Typ-Halbleiterregion bzw. P-Typ-Halbleiterregion bezeichnet werden. Ferner sind die P-Typ-Säulenregionen 14 in einer N-Typ-Epitaxieschicht (N-Typ-Drift-Schicht) 30 ausgebildet, und die P-Typ-Säulenregionen 14 sind durch Säulen gestapelter P-Typ-Ionenimplantationsregionen ausgebildet. Die N-Typ-Säulenregionen 15 sind Regionen der N-Typ-Epitaxieschicht 30, in welche die P-Typ-Ionen nicht implantiert sind. Eine Konzentration der N-Typ-Epitaxieschicht 30 und eine Konzentration der P-Typ-Säulenregion 15 können gleich sein.
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In einem Beispiel werden die Ladungsmenge (die Menge an Dotierstoffen) zwischen der N-Typ-Säulenregion und der P-Typ-Säulenregion ausgeglichen, indem man zulässt, dass eine Dotierungskonzentration eines zweiten Dotierstoffs der N-Typ-Säulenregion 15 gleich einer Dotierungskonzentration eines in die P-Typ-Säulenregion 14 implantierten Dotierstoffs ist. Der erste Dotierstoff kann ein P-Typ-Dotierstoff sein, und der zweite Dotierstoff kann ein N-Typ-Dotierstoff sein.
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Ferner weisen in diesem Beispiel die oberen und unteren Enden der P-Typ-Säulenregion 14 in einer vertikalen Richtung die gleiche Konzentration auf.
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Darüber hinaus ist in diesem Beispiel die P-Typ-Body-Region 13 auf der P-Typ-Säulenregion 14 ausgebildet, und die Source-Region 12 des ersten Dotierstoffs ist selektiv auf der P-Typ-Body-Region 13 ausgebildet. Die P-Typ-Body-Region 13 kommt zur elektrischen Verbindung mit der P-Typ-Säulenregion 14 in Kontakt mit der P-Typ-Säulenregion 14. Außerdem weist wegen der elektrischen Verbindung der P-Typ-Body-Region 13 mit der Source-Region 12 und der Source-Elektrode 11 die P-Typ-Säulenregion 14 das gleiche elektrische Potenzial auf wie die Source-Elektrode 11. Die Gate-Isolierschicht 17 ist auf den Source-Regionen 12 und der N-Typ-Säulenregion 15 angeordnet. Zwischen der Source-Region 12 und der N-Typ-Säulenregion 15 ist eine Kanalregion ausgebildet. Die Gate-Elektrode 10 ist auf der Gate-Isolierschicht 17 ausgebildet, und die Source-Elektrode 11 kontaktiert die Source-Region 12 und die P-Typ-Body-Region 13. Die N-Typ-Säulenregion 15 ist ein Teil der N-Typ-Epitaxieschicht.
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Gestrichelte Linien sind Linien, die Sperrregionen darstellen, die sich von den P-Typ-Regionen über P/N-Übergänge zur N-Typ-Region erstrecken. Die P/N-Übergänge werden zwischen den P-Typ-Säulenregionen 14 und der N-Typ-Säulenregion 15 erzeugt, und die gestrichelten Linien stellen die Sperrregionen dar, die sich von zwei benachbarten P-Typ-Säulenregionen 14 zur N-Typ-Säulenregion 15 erstrecken. In diesem Beispiel weist die Konzentration der P-Typ-Säulenregion 14 einen konstanten Wert auf, der nicht in Abhängigkeit von der Tiefe variiert. Pfeile stellen Breiten zwischen den Sperrregionen dar. Beispielsweise entsprechen die zwei Pfeile entlang von zwei gestrichelten Linien Breiten einer Region A bzw. einer Region B. Da die Region A verglichen mit der Region B eine breite Breite aufweist, gestaltet sich ein Stromfluss in der Region A verglichen mit der Region B einfach. Dies ist dadurch begründet, dass die Breite der Region B kleiner ist als diejenige der Region A.
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Die Breite der N-Typ-Säulenregion 15 wird also näher an der Source-Elektrode 11 breiter oder wird in einer Aufwärtsrichtung breiter. Dies ist dadurch begründet, dass der Widerstand der N-Typ-Säulenregion 15 einen Spannungsabfall verursacht. Das Potenzial der P-Typ-Säulenregion 14 ist das Potenzial der Source-Elektrode 11, während durch den Spannungsabfall im Potenzial der N-Typ-Säulenregion 15 ein Potenzialgradient erzeugt wird. Liegt beispielsweise zwischen der Source-Elektrode 11 und der Drain-Elektrode 19 eine Spannung von 10 V an, wird an einem Abschnitt des Halbleiterbauelements nahe der Drain-Elektrode 19 ein elektrisches Feld von 10 V erzeugt, und an einem Mittelabschnitt wird ein elektrisches Feld von 5 V erzeugt. Dementsprechend werden die Sperrregionen, die sich zur P-Typ-Epitaxieschicht, d. h. zur N-Typ-Säulenregion 15, erstrecken, durch das verringerte elektrische Feld verringert.
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Wenn sich Elektronen von der Source-Elektrode 11 in Richtung der Drain-Elektrode 19 bewegen, ist wegen der Passage der Elektronen durch die eine sehr schmale Breite aufweisende Region B eine höhere Drain-Spannung nötig. Wird eine höhere Drain-Spannung angelegt, wird aufgrund der starken Ausdehnung der Sperrregionen von den P-Typ-Säulenregionen 14 zur N-Typ-Säulenregion 15 in einer horizontalen Richtung die N-Typ-Säulenregion 15 fast zur Sperrregion, was eine Abschnürung zur Folge haben kann. Dadurch kann das Betriebsverhalten des Bauelements durch die Abschnürung bestimmt werden. Kommt es zur Abschnürung, ist der Drain-Strom gesättigt, so dass die Stromdichte nicht erhöht wird.
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Nunmehr Bezug nehmend auf 2A, wird durch eine mattenartige N-Typ-Ionenimplantation an unteren Enden der P-Typ-Säulenregion 14 und der N-Typ-Säulenregion 15 auf der Drain-Region 16 die vorgenannte Abschnürung verhindert, so dass die Sicherstellung einer hohen Stromdichte möglich ist. In die unteren Enden (erste Regionen 14a) der P-Typ-Säulenregion 14 und der N-Typ-Säulenregion 15 wird ein Dotierstoff implantiert. In der nachfolgenden Beschreibung wird die Implantationsregion als Junction-Feldeffekttransistor-Ionenimplantations- (JFET IMP) Region bezeichnet.
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Eine N-Typ-Dotierungskonzentration ist in einer Bodenregion der N-Typ-Säulenregion 15 erhöht, während eine P-Typ-Dotierungskonzentration in einer Bodenregion der P-Typ-Säulenregion 14 durch Gegendotierung mittels der JFET-Ionenimplantation lokal verringert ist. Obwohl die gleiche anfängliche Ionendosismenge wie diejenige eines oberen Endes der P-Typ-Säulenregion 14 in die Bodenregion derselben implantiert wird, erfolgt ein Ausgleich durch die Gegendotierung mittels der N-Typ-JFET-Ionenimplantation, so dass eine P-Typ-Netto-Dotierungskonzentration des unteren Endes relativ niedriger ist als die Netto-Dotierungskonzentration des oberen Endes. Dadurch sind die Sperrregionen von den P-Typ-Säulenregionen 14 zur N-Typ-Säulenregion 15 im vorgenannten Sperrvorspannungszustand (einem ausgeschalteten Zustand) nur gering ausgedehnt. Dementsprechend lässt sich eine Sperrschicht durch eine Sperrvorspannung im eingeschalteten Zustand schwierig in das unter Ende ausdehnen.
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Dementsprechend wird ein Pfad, entlang dem Strom fließt, durch die verringerte Sperrschicht verbreitert, so dass es möglich ist, den Drain- und Source-Widerstand (Rds/on) zu verringern. Ferner kann die Abschnürung verhindert werden, so dass die Sicherstellung einer höheren Stromdichte möglich ist. Obwohl P-Typ-Ionen in einer Mitte der N-Typ-Säulenregion 15 diffundieren, nimmt die Konzentration näher an der Mitte der N-Typ-Säulenregion 15 ab, so dass sogar eine höhere N-Typ-Dotierungskonzentration erhalten werden kann als in einem Fall, in dem die JFET-Ionenimplantation nicht erfolgt. Dadurch ist es möglich, den Widerstand weiter zu verringern.
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Darüber hinaus ist es bei einer Implantation des N-Typ-Materials in die N-Typ-Säulenregion 15 aufgrund der Erhöhung eines Sperrkapazitätswerts Cgd zwischen den Gate- und Drain-Elektroden möglich, einen Vorteil der Unempfindlichkeit gegenüber Schwingungen des Bauelements oder elektromagnetischer Störungen zu realisieren.
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Außerdem wird bei der Implantation des N-Typ-Dotierstoffs in die erste Region 14a des unteren Endes der P-Typ-Säulenregion 14 zum Ausgleich der gleichen Ladungsmenge die P-Typ-Ionendosismenge um die gleiche Ladungsmenge weiter erhöht, so dass die P-Typ-Dotierungskonzentration der P-Typ-Säulenregion 14 erhöht werden kann. Dadurch wird die Ladungsmenge zwischen der P-Typ-Säulenregion 14 und der N-Typ-Säulenregion 15 durch Erhöhung der P-Typ-Konzentration durch die erhöhte N-Typ-Konzentration mittels der JFET-Ionenimplantation ausgeglichen. Die P-Typ-Ionenimplantation zur Sicherstellung einer höheren Konzentration der P-Typ-Säulenregion 14 erfolgt jedoch möglicherweise nicht. Ob die Ladungsmenge ausgeglichen wird oder die Ladungsmenge nicht ausgeglichen wird, kann in Abhängigkeit vom Betriebsverhalten des Bauelements bestimmt werden.
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Die JFET-Ionenimplantation in die P-Typ-Säulenregion kann ohne Verwendung einer bestimmten Maske erfolgen. Alternativ kann die Ionenimplantation auch nur auf der N-Typ-Säulenregion 15 unter Verwendung einer bestimmten Maske erfolgen. Wird die Maske nicht verwendet, besteht aufgrund der Reduzierung der Anzahl der Prozesse ein Vorteil der Kostenreduzierung. Dementsprechend erfolgt die mattenförmige Ionenimplantation vorzugsweise ohne Verwendung der Maske.
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In einem Beispiel gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das N-Typ-Material in das obere Ende der P-Typ-Säulenregion 14 implantiert sein. Da sich in einem solchen Beispiel allerdings die Durchbruchspannung verglichen mit einem Bauelement, bei dem die JFET-Ionenimplantation am unteren Ende der P-Typ-Säulenregion 14 erfolgt, weiter verringert, erfolgt in einem Beispiel die JFET-Ionenimplantation am unteren Ende der P-Typ-Säulenregion 14.
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2B ist ein Schema, das ein Beispiel eines Super-Junction-Halbleiterbauelements gemäß einem weiteren Beispiel zeigt.
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Um die Ausdehnung der Sperrregionen von den P-Typ-Säulenregionen 14 zur N-Typ-Säulenregion 15 in der horizontalen Richtung zu reduzieren, ist eine Fläche der ersten Region 14a am unteren Ende der P-Typ-Säulenregion 14 kleiner ausgebildet als diejenige einer zweiten Region 14b am oberen Ende der P-Typ-Säulenregion 14. Das heißt, in diesem Beispiel weist die erste Region 14a am unteren Ende der P-Typ-Säulenregion 14 eine kürzere horizontale Länge auf als eine horizontale Länge der zweiten Region 14b am oberen Ende der P-Typ-Säulenregion 14. In einem Beispiel kann das untere Ende der P-Typ-Säulenregion 14 mit der kürzeren horizontalen Länge eine vertikale Länge J aufweisen, die ca. 50 % bis 5 % oder ca. 30 % bis 10 % einer vertikalen Länge L der P-Typ-Säulenregion 14 entlang der Vertikalen beträgt. Die vertikale Länge J des unteren Endes der P-Typ-Säulenregion 14 liegt im Bereich unterhalb von 10 µm. Die vertikale Länge J des unteren Endes ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Wie oben erwähnt, muss zur Verhinderung der Ausdehnung der Sperrschicht in einer Region der N-Typ-Säulenregion 15 nahe der Drain-Region die erste Region 14a an der Bodenregion der P-Typ-Säulenregion 14 schmal sein, statt zusätzlich die JFET-Ionenimplantation an der Bodenregion durchzuführen. Das heißt, die erste Region 14a am unteren Ende der P-Typ-Säulenregion 14 kann flächen- oder längenmäßig (Säulenbreite) kleiner sein als der obere Abschnitt oder der Mittelabschnitt.
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Auch wenn sich die Sperrschichten entsprechend der Darstellung in 1 erstrecken, ist die Sperrschicht aufgrund der Reduzierung der ersten Region 14a am unteren Ende der P-Typ-Säulenregion 14 ausgedehnt. Dementsprechend ist es möglich, eine Stromflussregion ähnlich dem oberen Ende der N-Typ-Säulenregion 15 sicherzustellen.
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Ferner weisen aufgrund der Flächengleichheit des oberen Abschnitts und des Mittelabschnitts der P-Typ-Säulenregion 14, d. h. der zweiten Region 14b, der obere Abschnitt und der Mittelabschnitt der P-Typ-Säulenregion die gleiche Konzentration auf. Wird jedoch die gleiche Ionenmenge wie diej enige des oberen Abschnitts in den unteren Abschnitt der Säulenregion, d. h. in die erste Region 14a, implantiert, wird aufgrund der Verringerung einer Fläche der ersten Region die P-Typ-Konzentration in der ersten Region 14a am unteren Ende der P-Typ-Säulenregion lokal verringert. Dementsprechend ist es zum Ausgleich der Ladungsmenge zwischen der P-Typ-Säulenregion 14 und der N-Typ-Säulenregion 15, d. h. um zuzulassen, dass die P-Typ-Säulenregionen und die N-Typ-Säulenregion die gleiche Ladungsmenge aufweisen, möglich, die P-Typ-Ionen mit hoher Konzentration in den unteren Abschnitt der P-Typ-Säulenregion 14 zu implantieren. Dementsprechend kann die P-Typ-Dotierungskonzentration an den unteren Enden höher sein als am oberen Ende. Wird aufgrund der Verstärkung des elektrischen Felds auf den elektrischen Feldwert der anderen Abschnitte die P-Typ-Konzentration am unteren Ende erhöht, wird am unteren Ende der P-Typ-Säulenregion 14 ein kritisches elektrisches Feld der Durchbruchspannung des Bauelements ausgebildet. Dementsprechend kann eine stabile Durchbruchspannung realisert werden, so dass ein Innendruck des Bauelements in einem ausgeschalteten Zustand wesentlich erhöht ist. Wird die Ladungsmenge nicht ausgeglichen, ist die Durchbruchspannung leicht verringert. Der Ausgleich der Ladungsmenge ist also wichtig.
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2C zeigt noch ein weiteres Beispiel, das Merkmale des in 2A dargestellten Beispiels und des in 2B dargestellten Beispiels in sich vereint. Das heißt, an den unteren Enden der P-Typ-Säulenregion 14 und der N-Typ-Säulenregion 15 liegt eine Junction-Feldeffekttransistor-Ionenimplantations- (JFET IMP) Region 18 vor, und die Breite des Bodenabschnitts 14a der P-Typ-Säulenregion 14 ist schmaler als diejenigen anderer Abschnitte der P-Typ-Säulenregion 14. Dadurch ist durch die Realisierung aller vorgenannten Wirkungen die Sicherstellung einer größeren Strommenge möglich.
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Wie weiter oben in der vorliegenden Offenbarung beschrieben, werden bei einer zusätzlichen Implantation des N-Typ-Materials in das untere Ende der P-Typ-Säulenregion 14 die Sperrregionen verkleinert. Dementsprechend wird eine Region, in der zum Zeitpunkt des Einschaltens des Bauelements der Drain-Strom fließt, weitergehend sichergestellt, so dass der Drain- und Source-Widerstand (Rds/on) reduziert werden kann. Ferner wird aufgrund der sich verschmälernden Breite des unteren Endes 14a der P-Typ-Säulenregion die Diffusion in die N-Typ-Säulenregion 15 durch die verschmälerte Breite reduziert. Daher ist es möglich, in der Stromflussregion der N-Typ-Säulenregion 15 einen geringeren Drain- und Source-Widerstand (Rds/on) zu realisieren. Dementsprechend ist der Erhalt einer hohen Stromdichte möglich.
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Ferner muss aufgrund der Vergrößerung der Menge von N-Typ-Ladungen in einer Elementarzelle die Ladungsmenge ausgeglichen werden. Aus diesem Grund bildet sich, wenn die P-Typ-Konzentration lediglich an den unteren Enden erhöht ist, dass kritische elektrische Feld der Durchbruchspannung des Bauelementes am unteren Ende der P-Typ-Säulenregion, da das elektrischen Feld am unteren Ende im Vergleich mit anderen Abschnitten erhöht ist. Dadurch kann verglichen mit einem Bauelement, bei dem das elektrische Feld an anderen Abschnitten verstärkt ist, eine stabile Durchbruchspannung erreicht werden. Ferner ist der Innendruck des Bauelements im ausgeschalteten Zustand wesentlich erhöht.
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Die vorliegende Offenbarung ist für ein Epitaxie-Halbleiterbauelement vom Stapeltyp, bei dem die N-Typ- und P-Typ-Säulenregionen 15 und 14 im Zuge der Abscheidung der Epitaxieschicht 30 ausgebildet werden, oder ein Halbleiterbauelement vom Grabentyp, bei dem zur Ausbildung der N-Typ- und P-Typ-Säulenregionen 15 und 14 Gräben verwendet werden, anwendbar.
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3A und 3B umfassen Querschnittsansichten, die ein weiteres Beispiel des Super-JunctionHalbleiterbauelements darstellen. Außerdem umfassen 3A und 3B Schemata, die ein Beispiel eines Halbleiterbauelements vom Stapeltyp und die N-Typ- und P-Typ-Störstellenkonzentrationsprofile darstellen.
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Bezug nehmend auf 3A, erfolgt in dem Super-Junction-Halbleiterbauelement eine JFET-Ionenimplantation auf das untere Ende der P-Typ-Säulenregion 14 und der N-Typ-Säulenregion 15. Wird die JFET-Ionenimplantation durchgeführt, wird eine N-Typ-Konzentration der N-Typ-Säulenregion 15 in der JFET-Ionenimplantationsregion verglichen mit dem oberen Ende der N-Typ-Säulenregion 15 erhöht. Zwischenzeitlich wird eine Netto-Dotierungskonzentration am unteren Ende der P-Typ-Säulenregion verglichen mit der P-Typ-Dotierungskonzentration am oberen Ende der P-Typ-Säulenregion 14 verringert. Dies ist dadurch begründet, dass der Dotierstoff der JFET-Ionenimplantation als N-Typ-Dotierstoff gegendotiert wird. Da die anfänglichen P-Typ-Ionenimplantationskonzentrationen am oberen und unteren Ende gleich sind, wie in der Störstellenkonzentrationsprofilkurve (b) dargestellt, weisen die oberen und unteren Enden die gleiche Dotierstoffkonzentration auf. Der N-Typ-Dotierstoff wird jedoch an den unteren Enden eingebracht. Würde ein Netto-Dotierungskonzentrationsprofil (nicht dargestellt) erhalten, würde die Netto-Dotierungskonzentration am oberen Ende eine abfallende Kurve ergeben.
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Das in 3B dargestellte Beispiel eines Super-Junction-Halbleiterbauelements vom Grabentyp ist einem Epitaxie-Halbleiterbauelement vom Stapeltyp ähnlich. Auf eine Wiederholung der Beschreibung wird daher der Kürze halber verzichtet.
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Ferner ist bei dem in 4 dargestellten Halbleiterbauelement eine Breite oder eine Querschnittsfläche der untersten Region der P-Typ-Säulenregion 14 (der ersten Region 14a) verglichen mit der oberen Region der P-Typ-Säulenregion 14 kleiner. Dementsprechend ist in der Konzentrationsprofilkurve (b) die P-Typ-Konzentration verringert, während die N-Typ-Konzentration konstant ist. Dadurch kann die Ausdehnung der Sperrregionen zur P-Typ-Säulenregion 15 reduziert werden. In diesem Beispiel kann zum Ausgleich der Ladungsmenge die P-Typ-Konzentration am untersten Bereich gezielt weiter erhöht werden. Wird die Ladungsmenge zwischen den N-Typ- und P-Typ-Regionen ausgeglichen, lässt sich die Reduzierung der Durchbruchspannung verhindern. Es ist daher möglich, dass die N-Typ- und P-Typ-Dotierungskonzentrationsprofile die gleiche Konzentration aufweisen (nicht dargestellt).
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5 ist ein Schema, das ein Beispiel eines Halbleiterbauelements darstellt, bei dem eine Breite oder eine Querschnittsfläche der untersten Region 14a der P-Typ-Säulenregion 14 verringert wird, während die JFET-Ionenimplantation erfolgt. Die N-Typ-Konzentration wird durch die N-Typ-JFET-Ionenimplantation erhöht, und die P-Typ-Konzentration der P-Typ-Säulenregion 14 wird insgesamt verringert, da eine Fläche der Ionenimplantation verringert wird. Um jedoch, wie oben erwähnt, die Ladungsmenge auszugleichen, kann die P-Typ-Konzentration an der untersten Region weiter erhöht werden. Bei einer weiteren Erhöhung der P-Typ-Konzentration muss die P-Typ-Konzentration durch die erhöhte N-Typ-Konzentration ausgeglichen werden. In diesem Beispiel ist es trotz der starken Verstärkung des elektrischen Felds vorteilhafter, die P-Typ-Konzentration an der untersten Region zu erhöhen, verglichen mit einem Bauelement, bei dem das elektrische Feld an anderen Regionen verstärkt ist. Da elektrische Felder von Regionen nahe der N-Typ-Drain-Elektrode hoch sind, werden die elektrischen Felder kompensiert, so dass die Sicherstellung einer stabilen Durchbruchspannung möglich ist.
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6A bis 6D sind Querschnittsansichten, die ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Super-Junction-Halbleiterbauelements gemäß 3A darstellen.
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Bezug nehmend auf 6A, beinhaltet das Verfahren zur Herstellung des Super-Junction-Halbleiterbauelements das Wachsen einer ersten N-Typ-Epitaxieschicht 15 auf einem N+-Substrat, auf dem eine Drain-Region 16 ausgebildet ist. In diesem Beispiel weist die Drain-Region 16 eine höhere Dotierstoffkonzentration auf als die erste N-Typ-Epitaxieschicht. Danach wird mit einem P-Typ-Dotierstoff unter Verwendung einer Maske in der ersten N-Typ-Epitaxieschicht eine erste P-Typ-Säulenregion 18 ausgebildet. Bei der Entfernung der Maske werden unter Verwendung eines N-Typ-Dotierstoffs, wie z. B. Arsen (As) oder Phosphor (P), Ionen in die gesamte Oberfläche implantiert, um entsprechend der Darstellung in 6B eine JFET-Ionenimplantationsregion auszubilden. Anschließend lässt man entsprechend der Darstellung in 6C eine zweite N-Typ-Epitaxieschicht über der ersten Epitaxieschicht 15 wachsen, und es wird eine zweite P-Typ-Säulenregion 18a ausgebildet. Danach werden dritte und vierte P-Typ-Säulenregionen 18b und 18causgebildet. Anschließend kann zur Diffusion der N-Typ- und P-Typ-Dotierstoffe ein Ausheilprozess bei hoher Temperatur erfolgen.
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Danach wird entsprechend der Darstellung in 6D ein MOSFET ausgebildet. Eine Gate-Isolierschicht 17 und eine Gate-Elektrode 10 werden nacheinander ausgebildet, und es werden Ionen zur Ausbildung einer P-Typ-Body-Region 13 und Ionen zur Ausbildung einer Source-Region implantiert. Anschließend erfolgt ein Ausheilprozess, damit die N-Typ- und P-Typ-Dotierstoffe der P-Typ-Body-Region 13 und der Source-Region 12 diffundieren. Danach wird eine Zwischenschicht-Isolierschicht 20 ausgebildet, und ein Teil der Zwischenschicht-Isolierschicht 20 wird geätzt, um die Source-Elektrode 11 zur Verbindung der Source-Region 12 und der P-Typ-Body-Region 13 auszubilden.
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7A bis 7C sind Querschnittsansichten, die ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Super-Junction-Halbleiterbauelements darstellen. Das erhaltene Super-Junction-Halbleiterbauelement kann dem in 4 dargestellten Halbleiterbauelement entsprechen.
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Bezug nehmend auf die Zeichnungen, ähnelt das in 7A bis 7C dargestellte Verfahren zur Herstellung eines Super-Junction-Halbleiterbauelements gemäß 4 dem unter Bezugnahme auf 6A bis 6C beschriebenen Verfahren. Auf eine Wiederholung von Beschreibungen wird daher der Kürze halber verzichtet. Bezug nehmend auf 7A, lässt man eine erste N-Typ-Epitaxieschicht 15 (n- oder n) mit niedriger Konzentration auf einem N-Typ-Substrat (N+) mit hoher Konzentration, auf dem eine Drain-Region 16 ausgebildet ist, wachsen. Danach wird mit einem P-Typ-Dotierstoff unter Verwendung einer Maske eine erste P-Typ-Säulenregion 18 ausgebildet. Anschließend lässt man eine zweite Epitaxieschicht über der ersten Epitaxieschicht 15 wachsen, und eine zweite P-Typ-Säulenregion 18a wird ausgebildet. Die zweite P-Typ-Säulenregion 18a ist so ausgebildet, dass sie eine maximale Breite C aufweist, die breiter ist als eine maximale Breite D oder eine Fläche der ersten Säulenregion 18. Danach werden dritte, vierte und fünfte P-Typ-Säulenregionen 18b, 18c und 18d mit Flächen oder Breiten ähnlich derjenigen der zweiten Säulenregion 18a ausgebildet. Anschließend erfolgt zur Diffusion der N-Typ- und P-Typ-Dotierstoffe ein Ausheilen bei hoher Temperatur. Ein Herstellungsprozess von 7C ähnelt dem Herstellungsprozess von 6C, und die Breite der ersten Säulenregion 18 ist schmaler als die Breiten der zweiten bis fünften Säulenregion 18a bis 18d.
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8A bis 8C sind Querschnittsansichten, die ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Super-Junction-Halbleiterbauelements gemäß 5 darstellen.
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Bezug nehmend auf 8A, lässt man auf einem N-Typ-Halbleitersubstrat 16 eine erste Epitaxieschicht 15 wachsen. Danach wird mit einem P-Typ-Dotierstoff unter Verwendung einer Maske eine erste P-Typ-Säulenregion 18 ausgebildet. Bei der Implantation von Ionen unter Verwendung der Maske muss eine Fläche/Größe C der ersten Säulenregion 18 derart definiert sein, dass die erste Säulenregion geöffnet ist, damit die Fläche/Größe kleiner ist als eine Fläche/Größe D einer nachfolgend beschriebenen zweiten Säulenregion 18a. Anschließend wird die Maske zur Ausbildung der ersten P-Typ-Säulenregion 18 entfernt, und es werden mit einem N-Typ-Dotierstoff Ionen auf die gesamte Oberfläche implantiert, um eine JFET-Implantationsregion auszubilden. Danach lässt man entsprechend der Darstellung in 8B eine zweite Epitaxieschicht über der ersten Epitaxieschicht 15 wachsen, und es wird eine zweite P-Typ-Säulenregion 18a ausgebildet. Anschließend werden dritte, vierte und fünfte P-Typ-Säulenregionen 18b, 18c und 18d ausgebildet. Danach kann zur Diffusion des N-Typ- und P-Typ-Dotierstoffs ein Ausheilprozess bei hoher Temperatur erfolgen. Ein Herstellungsprozess von 8C ähnelt dem Herstellungsprozess von 6C oder dem Herstellungsprozess von 7C.