DE10211688A1

DE10211688A1 - Halbleiterbauelement

Info

Publication number: DE10211688A1
Application number: DE10211688A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiko Onishi; Tatsuhiko Fujihira; Katsunori Ueno; Susumu Iwamoto; Takahiro Sato; Tatsuji Nagaoka
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2022-03-16
Also published as: DE10211688B4; JP2002280555A; JP4839519B2; US20020171093A1; US6696728B2

Abstract

Der erfindungsgemäße Vertikal-MOSFET umfaßt: eine Drain-Driftzone (1) mit einer ersten Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen; eine Durchbruchverhinderungszone (6) mit einer zweiten Schicht (2) mit alternierenden Leitfähigkeitstypen, die um die Drain-Driftzone (1) herum angeordnet und aus sich vertikal erstreckenden schichtförmigen n-leitenden Zonen (2a) sowie sich vertikal erstreckenden schichtförmigen p-leitenden Zonen (2b) gebildet ist, die alternierend aneinandergeschichtet sind; eine n-leitende Zone (4), die um die zweite Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen herum angeordnet ist; und eine p-leitende Zone (5), die im Oberflächenabschnitt der n-leitenden Zone (4) gebildet ist, um den Leckstrom im Sperrzustand des MOSFETs zu reduzieren. Bei dem erfindungsgemäßen MOSFET ist das Kompromißverhältnis zwischen dem Durchlaßwiderstand und der Durchbruchspannung stark reduziert, und er weist eine Peripheriestruktur auf, die das Reduzieren des Leckstroms in seinem Sperrzustand und die Stabilisierung seiner Durchbruchspannung erleichtert.

Description

Halbleiterbauelemente können unterteilt werden in Lateralbauelemente, bei denen die Hauptelektroden auf einer Hauptfläche angeordnet sind, und Vertikalbauelemente, bei denen die Hauptelektroden auf zwei voneinander abgewandte Hauptflächen verteilt sind. Bei den Vertikalhalbleiterbauelementen fließt im Durchlaßzustand des Halbleiterbauelements ein Driftstrom in der Dickenrichtung des Halbleiterchips (vertikal), und in dessen Sperrzustand dehnen sich Verarmungsschichten ebenfalls in der Dickenrichtung des Halbleiterchips (vertikal) aus.

Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen planaren n-Kanal-Vertikal-MOSFETs. Gemäß Fig. 9 umfaßt ein solcher Vertikal-MOSFET: eine Drain-Elektrode 18 auf der Rückseite eines Halbleiterchips; eine n⁺-Drain-Schicht 11 geringen elektrischen Widerstands, die sich in elektrischem Kontakt mit der Drain- Elektrode 18 befindet; eine n = Drain-Driftschicht 12 hohen spezifischen Widerstands auf der Drain-Schicht 11; p-leitende Basiszonen 13, die als Kanaldiffusionszonen selektiv im Oberflächenabschnitt der Drain- Driftschicht 12 gebildet sind; eine stark dotierte n⁺-Source-Zone 14, die selektiv im Oberflächenabschnitt jeder Basiszone 13 gebildet ist; eine stark dotierte p⁺-Kontaktzone 19, die selektiv im Oberflächenabschnitt jeder Basiszone 13 zur Herstellung eines Ohmschen Kontakts gebildet ist; eine polykristalline Silicium- Gate-Elektrodenschicht 16 über dem Abschnitt der Basiszone 13, der sich zwischen der Source-Zone 14 und der Drain-Driftschicht 12 unter Zwischenlage eines Gate-Isolierfilms 15 erstreckt; und eine Source- Elektrodenschicht 17, die sich in Kontakt mit den Source-Zonen 14 und den Kontaktzonen 19 befindet. Nachstehend wird die Drain-Driftschicht auch als "n^--Driftschicht" oder einfach als "Driftschicht" bezeichnet.

Bei dem oben beschriebenen Vertikalhalbleiterbauelement dient die Driftschicht 12 als Schicht, durch die im Durchlaßzustand des MOSFETs ein Driftstrom vertikal fließt. Im Sperrzustand des MOSFETs wird die Driftschicht 12 durch die sich in dessen Tiefenrichtung (vertikal) von den pn-Übergängen zwischen der Driftschicht 12 und den Basiszonen 13 aus ausdehnenden Verarmungsschichten verarmt, was zu einer hohen Durchbruchspannung führt.

Das Dünnermachen der Driftschicht 12, das heißt das Verkürzen des Driftstromwegs, erleichtert das Reduzieren des Durchlaßwiderstands (des Widerstands zwischen dem Drain und der Source) sehr, da der Driftwiderstand im Durchlaßzustand des Halbleiterbauelements reduziert wird. Das Dünnermachen der Driftschicht 12 verkleinert jedoch den Abstand zwischen dem Drain und den Basiszonen, über den sich Verarmungsschichten von den pn-Übergängen zwischen der Driftschicht 12 und den Basiszonen 13 aus ausdehnen. Aufgrund der geringen Ausdehnung der Verarmungsschichten erreicht die elektrische Verarmungsfeldstärke bald den maximalen (kritischen) Wert für Silicium. Daher wird ein Durchbruch bei einer Spannung verursacht, die niedriger als die Nenndurchbruchspannung des Halbleiterbauelements ist. Eine hohe Durchbruchspannung wird durch Dickermachen der Driftschicht 12 erzielt. Eine dicke Driftschicht 12 verursacht jedoch unweigerlich einen hohen Durchlaßwiderstand, was außerdem eine Zunahme der Durchlaßverluste bewirkt. Es besteht in anderen Worten ein Kompromißverhältnis zwischen dem Durch laßwiderstand (Stromtransportvermögen) und der Durchbruchspannung. Das Kompromißverhältnis zwischen dem Durchlaßwiderstand (Stromtransportvermögen) und der Durchbruchspannung besteht auch bei den anderen Halbleiterbauelementen, die eine Driftschicht enthalten, wie beispielsweise bei IGBTs, Bipolartransistoren und Dioden. Das Kompromißverhältnis zwischen dem Durchlaßwiderstand (Stromtrans portvermögen) und der Durchbruchspannung existiert auch in den Lateralhalbleiterbauelementen, bei denen die Fließrichtung des Driftstroms im Durchlaßzustand und die Ausdehnungsrichtung der Verar mungsschichten im Sperrzustand unterschiedlich sind.

Das europäische Patent 0 053 854, das US-Patent 5,216,275, das US-Patent 5,438,215, die japanische Offenlegungsschrift H09-266311 und die japanische Offenlegungsschrift H10-223896 offenbaren Halblei terbauelemente, welche das Reduzieren des Kompromißverhältnisses zwischen dem Durchlaßwiderstand und der Durchbruchspannung erleichtern. Die Driftschichten der offenbarten Halbleiterbauelemente sind aus einer Drain-Driftschicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen gebildet, die stark dotierte n-leitende Zonen und stark dotierte p-leitende Zonen umfaßt, welche alternierend angeordnet sind. Nachstehend wird die Drain-Driftschicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen auch als "erste Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen" oder einfach als "Drain-Driftzone" bezeichnet.

Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht des im US-Patent 5,216,275 offenbarten Vertikal-MOSFETs. Gemäß Fig. 10 ist die Driftschicht des Vertikal-MOSFETs keine gleichförmige n^--Schicht (Dotierstoffdiffusions schicht), sondern eine Drain-Driftzone 22, die aus dünnen n-leitenden Driftstromwegzonen 22a und dünnen p-leitenden Trennzonen 22b gebildet ist, die alternierend aneinandergeschichtet sind. Nachstehend werden die n-leitenden Driftstromwegzonen auch als "n-leitende Driftzonen" oder auch kurz "Driftzonen" bezeich net. Die Driftzonen 22a und die Trennzonen 22b sind jeweils als dünne Schichten ausgebildet, die sich vertikal erstrecken. Der Boden jeder p-leitenden Basiszone 13 ist mit einer p-leitenden Trennzone 22b verbunden. Jede n-leitende Driftzone 22a erstreckt sich zwischen benachbarten p-leitenden Basiszonen 13 und 13. Obwohl die Schicht 22 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen stark dotiert ist, wird eine hohe Durchbruchspannung erzielt, da die Schicht 22 schnell durch die Verarmungsschichten verarmt wird, die sich im Sperrzustand des MOSFETs von den pn-Übergängen aus ausdehnen, welche sich quer über die Schicht 22 erstrecken. Nachstehend wird ein Halbleiterbauelement, das eine Drain-Driftzone 22 enthält, die aus einer Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen gebildet ist, die im Durchlaßzustand einen Stromfluß zuläßt und im Sperrzustand verarmt ist, als "Super-Junction-Halbleiterbauelement" bzw. "SJ- Halbleiterbauelement" bezeichnet.

Obwohl die Kanalstopperzone in der Durchbruchverhinderungszone gewöhnlich vom gleichen Leitfähig keitstyp ist wie die Driftschicht, ist die Kanalstopperzone abhängig vom Herstellungsprozeß manchmal von dem der Driftschicht entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp. Das heißt, der n-Kanal-Vertikal-MOSFET, dessen Driftschicht n-leitend ist, enthält eine p-leitende Kanalstopperzone. In diesem Fall wird die Durchbruch spannung des MOSFETs durch Verlängerung der mit der äußersten p-leitenden Zone verbundenen Kanalstopperelektrode bis zur Seite der aktiven Zone derart, daß die Verarmungsschicht im Peripherieab schnitt des MOSFETs die äußerste p-leitende Zone nicht erreichen kann, stabilisiert.

Diese Struktur verursacht jedoch einen großen Leckstrom in dem n-Kanal-SJ-MOSFET, der eine Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen aufweist, die aus p-leitenden Zonen und n-leitenden Zonen gebildet ist, die in dessen Umfangsabschnitt alternierend angeordnet sind, da mehrere p-leitenden Zonen der Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen, die mit mehreren p-leitenden Basiszonen in der aktiven Zone verbunden sind, mit einer der p-leitenden Zonen in der Kanalstopperzone verbunden sind. Eine Zunahme des Leckstroms bewirkt nicht nur eine Zunahme der Verluste im Durchlaßzustand des MOSFETs, sondern auch einen Durchbruch des MOSFETs durch thermische Zerstörung.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen SJ-MOSFET zu schaffen, bei dem das Kompromißverhältnis zwischen dem Durchlaßwiderstand und der Durchbruchspannung stark reduziert ist und der eine Peripheriestruktur aufweist, die das Reduzieren des Leckstroms im Sperrzustand und die Stabilisierung der Durchbruchspannung erleichtert.

Diese Aufgabe wird mit einem Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 1 bzw. 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Bei dem Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 2 wird die Reduzierung des Leckstroms erleichtert, da die Struktur, welche die sechste Zone durch die fünfte Zone von der zweiten Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen trennt, den Leckstromweg unterbricht. Die Struktur gemäß Anspruch 3, bei der die fünfte Zone mit der Schicht geringen elektrischen Widerstands verbunden ist, erleichtert das Stabilisieren der Durchbruchspannung.

Eine in einem Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5 enthaltene Elektrode verhindert, daß Verarmungsschichten die sechste Zone des zweiten Leitfähigkeitstyps bei Anlegen einer Sperrvor spannung erreichen, und sie verbessert die Zuverlässigkeit der Durchbruchspannung.

Wenn sich die planaren Streifen der ersten Zonen und der zweiten Zonen in der ersten Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen parallel oder senkrecht zu den planaren Streifen der dritten Zonen und der vierten Zonen in der zweiten Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen erstrecken, stellt dies insofern kein Problem dar, als die fünfte Zone die sechste Zone von der zweiten Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen trennt.

Bei einem Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 10 ist das Reduzieren des Leckstroms erleichtert, da die Struktur, welche die vierte Zone des zweiten Leitfähigkeitstyps durch die dritte Zone des ersten Leitfähig keitstyps von der Zone sehr hohen spezifischen Widerstands trennt, den Leckstromweg bei Anlegen einer Sperrvorspannung unterbricht.

Weitere Vorteile, Merkmale und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Vertikal-MOSFET gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, die ein Viertel des rechteckigen Halbleiterchips mit einer Ecke zeigt;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs der Linie A-A von Fig. 1;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht längs der Linie B-B von Fig. 1;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht auf einen Vertikal-MOSFET gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine zur in Fig. 4 gezeigten Querschnittsansicht senkrechte Querschnittsansicht auf den Vertikal-MOSFET gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Vertikal-MOSFET gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung, die ein Viertel des rechteckigen Halbleiterchips mit einer Ecke zeigt;

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Vertikal-MOSFET gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung, die ein Viertel des rechteckigen Halbleiterchips mit einer Ecke zeigt;

Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Vertikal-MOSFET gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung, die ein Viertel des rechteckigen Halbleiterchips mit einer Ecke zeigt;

Fig. 9 eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen planaren n-Kanal-Vertikal-MOSFETs; und

Fig. 10 eine Querschnittsansicht des im US-Patent 5,216,275 offenbarten Vertikal-MOSFETs.

In der folgenden Beschreibung ist eine n-leitende Schicht oder eine n-leitende Zone eine solche Schicht oder Zone, bei der Elektronen die Majoritätsladungsträger sind. P-leitende Schichten oder p-leitende Zonen sind solche Schichten oder Zonen, bei denen Löcher die Majoritätsladungsträger sind. Der Zusatz "+" rechts oben an einem den Leitfähigkeitstyp der Schicht oder Zone angebenden Buchstaben "n" oder "p" gibt an, daß die Schicht oder Zone relativ stark dotiert ist, während ein entsprechender Zusatz "-" angibt, daß die Schicht oder Zone relativ schwach dotiert ist.

Erste Ausführungsform

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Vertikal-MOSFET gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Viertel eines rechteckigen Halbleiterchips an einer Ecke. Aus Gründen des einfachen Verständnisses sind nur eine Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen (in gestrichelten Linien dargestellt), Schutzringe (in durchgezogenen Kurven dargestellt) und die äußerste p-leitende Zone (in durchgezogenen Linien dargestellt) in der Figur gezeigt. Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie A-A von Fig. 1. Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie B-B von Fig. 1.

Gemäß Darstellung in diesen Figuren enthält der Vertikal-MOSFET gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung: eine Drain-Elektrode 18 an der Rückseite eines Halbleiterchips; eine n⁺-Drain-Schicht (Drain- Kontaktschicht) 11 geringen elektrischen Widerstands, die sich in elektrischem Kontakt mit der Drain- Elektrode 18 befindet; eine aus einer ersten Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen gebildete Drain- Driftzone 1; stark dotierte p-leitende Basiszonen (p-leitende Wannen) 13, die selektiv im Oberflächenab schnitt der Drain-Driftzone 1 als Ringe oder jeweilige Streifen gebildet sind; eine stark dotierte n⁺-Source- Zone 14, die selektiv im Oberflächenabschnitt jeder Basiszone 13 gebildet ist; eine stark dotierte p⁺- Kontaktzone 19 in jeder Basiszone 13; polykristalline Silicium-Gate-Elektrodenschichten 16 oberhalb des Halbleiterchips unter Zwischenlage von Gate-Isolierfilmen 15; und eine Source-Elektrode 17, die sich über in einem Zwischenschichtisolierfilm 22 vorgesehene Kontaktlöcher in elektrischem Kontakt mit den Kon taktzonen 19 und den Basiszonen 13 befindet. Die Source-Zonen 14 sind flach in den jeweiligen wannen förmigen Basiszonen 13 gebildet, so daß eine Doppeldiffusions-MOS-Struktur gebildet wird.

Die Drain-Driftzone 1 enthält eine erste Schicht 1 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen, die aus sich in der Dickenrichtung des Halbleiterchips (vertikal) erstreckenden schichtförmigen n-leitenden Driftzonen 1a und sich ebenfalls in der Dickenrichtung des Halbleiterchips (vertikal) erstreckenden p-leitenden Trennzonen 1b gebildet ist. Die sich vertikal erstreckenden Schichten der Driftzonen 1a und die sich vertikal erstreckenden Schichten der p-leitenden Trennzonen 1b sind in Lateralrichtung alternierend aneinandergeschichtet. Die Driftzonen 1a erstrecken sich bis zur Oberfläche des Halbleiterchips zwischen den benachbarten Basiszonen 13. Die unteren Endflächen der n-leitenden Driftzonen 1a befinden sich im Kontakt mit der Drain-Schicht 11. Die oberen Endflächen der Trennzonen 1b befinden sich in Kontakt mit dem Boden der jeweiligen Wannen der Basiszonen 13, aber nicht in Kontakt mit deren Seitenflächen. Die unteren Endflächen der Trennzonen 1b befinden sich in Kontakt mit der Drain-Schicht 11.

Bei dem Vertikal-MOSFET gemäß der ersten Ausführungsform weisen für eine Durchbruchspannung der 600-V-Klasse die Driftzonen 1a eine Breite von 6 µm und eine Tiefe von etwa 40 µm auf, und die Trennzo nen 1b weisen eine Breite von 6 µm und eine Tiefe von etwa 40 µm auf. Die Dotierstoffkonzentration der Driftzonen 1a und der Trennzonen 1b beträgt 3,0 × 10¹⁵ cm^-3.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine Durchbruchverhinderungszone (Peripherieabschnitt des Bauelements) 6 um die den Hauptteil der Fläche des Halbleiterchips belegende Drain-Driftzone 1 herum gebildet, und zwar zwischen der Drain-Schicht 11 und der Oberfläche des Halbleiterchips. Die Durchbruchverhinderungszone 6 schafft im Durchlaßzustand des MOSFETs im wesentlichen keinen Stromweg und ist im Sperrzustand des MOSFETs verarmt. Sie enthält eine zweite Schicht 2 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen, die aus sich in der Dickenrichtung des Halbleiterchips (vertikal) erstreckenden schichtförmigen n-leitenden Zonen 2a und sich in der Dickenrichtung des Halbleiterchips (vertikal) erstreckenden schichtförmigen p-leitenden Zonen 2b gebildet ist. Die sich vertikal erstreckenden Schichten der n-leitenden Zonen 2a und die sich vertikal erstreckenden Schichten der p-leitenden Zonen 2b sind in Lateralrichtung alternierend aneinander geschichtet. Die pn-Übergänge in der ersten Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen in der Drain- Driftzone 1 erstrecken sich parallel zu den pn-Übergängen in der zweiten Schicht 2 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen in der Durchbruchverhinderungszone 6. Genauer gesagt erstrecken sich die Grenzflä chen zwischen den Driftzonen 1a und den Trennzonen 1b in der Drain-Driftzone 1 parallel zu den Grenzflächen zwischen den n-leitenden Zonen 2a und den p-leitenden Zonen 2b in der Durchbruchverhin derungszone 6. Eine Zone des einen Leitfähigkeitstyps in der ersten Schicht mit alternierenden Leitfähig keitstypen in der Drain-Driftzone 1 und eine Zone des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps in der zweiten Schicht 2 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen in der Durchbruchverhinderungszone 6 befinden sich in Kontakt zueinander, so daß sich die Alternierung der Leitfähigkeitstypen kontinuierlich von der Drain- Driftzone 1 in die Durchbruchverhinderungszone 6 fortsetzt. Bei dem MOSFET gemäß der ersten Ausführungsform ist der Rasterabstand, mit dem Paare aus jeweils einer n-leitenden Zone 2a und einer p- leitenden Zone 2b in der Durchbruchverhinderungszone 6 angeordnet sind, gleich wie der Rasterabstand, mit dem Paare aus jeweils einer Driftzone 1a und einer Trennzone 1b in der Drain-Driftzone 1 angeordnet sind. Wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 2 gezeigt, erstreckt sich die erste Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen in der Drain-Driftzone 1 bis zu den Randabschnitten der Basiszonen 13, und die zweite Schicht 2 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen in der Durchbruchverhinderungszone 6 befindet sich auf der Peripherieseite der Basiszonen 13. Aufgrund der oben beschriebenen Konfiguration sind die Breite, die Tiefe und die Dotierstoffkonzentration der Konstituentenzonen in der ersten Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen in der Drain-Driftzone 1 gleich wie jene der Konstituentenzonen in der zweiten Schicht 2 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen in der Durchbruchverhinderungszone 6. Ein dicker Oxidfilm (Isolierfilm) 20 wie beispielsweise ein Thermooxidfilm und ein Phosphatsilikatglasfilm (PSG)-Film ist auf der Durchbruchverhinderungszone 6 für den Oberflächenschutz und für die Oberflächenstabilisierung gebildet. Eine relativ dicke n-leitende Zone 4 umgibt die Durchbruchverhinderungszone 6. Diese Zone 4 ist über eine p-leitende Zone 5 mit einer Peripherieelektrode 21 elektrisch verbunden, die auf das Drain-Potential vorgespannt ist. Die n-leitende Zone 4 ist mit der Drain-Schicht 11 verbunden. Die p-leitende Zone 5 befindet sich in einem Teil des Oberflächenabschnitts der n-leitenden Zone 4.

Die Diffusionstiefe der Basiszonen 13 beträgt 3,0 µm. Die Oberflächendotierstoffkonzentration der Basiszonen 13 beträgt 3,0 × 10¹⁷ cm^-3. Die Diffusionstiefe der Source-Zonen 14 beträgt 1,0 µm. Die Oberflächendotierstoffkonzentration der Source-Zonen 14 beträgt 3,0 × 10²⁰ cm^-3. Die Dotierstoffkonzentra tion der Drain-Schicht 11 beträgt 2,0 × 10¹⁸ cm^-3. Die Dicke der Drain-Schicht 11 beträgt 300 µm. Die Diffusionstiefe der äußersten p-leitenden Zone 5 beträgt 3,0 µm. Die Oberflächendotierstoffkonzentration der äußersten p-leitenden Zone 5 beträgt 3,0 × 10¹⁷ cm^-3. Die Breite der äußersten n-leitenden Zone 4 beträgt 50 µm (20 µm an ihrer Oberfläche). Die Dotierstoffkonzentration der äußersten n-leitenden Zone 4 beträgt 6,0 × 10¹⁵ cm^-3. Der Rasterabstand in der Drain-Driftzone 1 und der Rasterabstand in der Durch bruchverhinderungszone 6 beträgt 12 µm.

Der n-Kanal-Vertikal-MOSFET gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung arbeitet in folgender Weise. Wenn die Gate-Elektrodenschichten 16 auf ein vorbestimmtes positives Potential vorgespannt werden, wird der n-Kanal-MOSFET in seinen Durchlaßzustand gebracht. Elektronen werden von den Source-Zonen 14 über Inversionsschichten, die in den Oberflächenabschnitten der p-leitenden Basiszonen 13 unterhalb der Gate-Elektrodenschichten 16 induziert werden, in Kanalzonen (n-leitende Oberflächen driftzonen) 1aa injiziert. Die injizierten Elektronen erreichen die Drain-Schicht 11 über die Driftzonen 1a und verbinden damit die Drain-Elektrode 18 und die Source-Elektrode 17 elektrisch.

Wenn das positive Potential von den Gate-Elektrodenschichten 16 abgeschaltet wird, wird der MOSFET in seinen Sperrzustand gebracht, und die Inversionsschichten verschwinden, wodurch die elektrische Verbindung zwischen der Drain-Elektrode 18 und der Source-Elektrode 17 getrennt wird. Wenn die Sperrvorspannung (die Spannung zwischen der Source und dem Drain) im Sperrzustand hoch ist, dehnen sich Verarmungsschichten von den pn-Übergängen zwischen den Basiszonen 13 und den Kanalzonen 1aa aus in die Basiszonen 13 und die Kanalzonen 1aa hinein aus, wodurch die Basiszonen 13 und die Kanalzonen 1aa verarmt werden. Da die Trennzonen 1b in der Drain-Driftzone 1 über die Basiszonen 13 mit der Source-Elektrode 17 elektrisch verbunden sind und da die Driftzonen 1a in der Drain-Driftzone 1 über die Driftschicht 11 mit der Drain-Elektrode 18 elektrisch verbunden sind, dehnen sich Verarmungs schichten von den pn-Übergängen zwischen den Trennzonen 1b und den Driftzonen 1a aus in die Trennzonen 1b und die Driftzonen 1a hinein aus. Daher wird die Drain-Driftzone 1 schnell verarmt. Da die Durchbruchspannung in der Drain-Driftzone 1 ausreichend hoch ist, wird die Drain-Driftzone 1 stark dotiert, um ein hohes Stromtransportvermögen zu erzielen.

Wie oben beschrieben, ist die zweite Schicht 2 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen in der Durchbruchver hinderungszone 6 um die Drain-Driftzone 1 herum gebildet. Da einige p-leitende Zonen 2b über Basiszonen 13 mit der Source-Elektrode 17 elektrisch verbunden sind und da die n-leitenden Zonen 2a über die Drain- Schicht 11 mit der Drain-Elektrode 18 elektrisch verbunden sind, wird die Durchbruchverhinderungszone 6 nahezu über die gesamte Dicke des Halbleiterchips durch die Verarmungsschichten, die sich von den über die Durchbruchverhinderungszone 6 erstreckenden pn-Übergängen aus ausdehnen, verarmt. Die Schutzringstruktur und die Feldplattenstruktur, die auf der Durchbruchverhinderungszone gebildet sind, verarmen den oberflächenseitigen Abschnitt der Durchbruchverhinderungszone. Daher wird die elektrische Feldstärke in der Durchbruchverhinderungszone 6 stark abgeschwächt, und es wird eine hohe Durchbruch spannung in der Durchbruchverhinderungszone 6 erzielt. Daher wird ein SJ-Halbleiterbauelement mit einer hohen Durchbruchspannung geschaffen.

Die Durchbruchspannung des MOSFETs gemäß der ersten Ausführungsform ist sehr zuverlässig, da Schutzringe 3 auf der Durchbruchverhinderungszone 6 angeordnet sind. Genauer gesagt sind Schutzringe 3 in dem die Drain-Driftzone 1 umgebenden Oberflächenabschnitt der Durchbruchverhinderungszone 6 gebildet. Die Schutzringe sind so gebildet, daß sie in elektrischer Verbindung mit vielen p-leitenden Zonen 2b der zweiten Schicht 2 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen in der Durchbruchverhinderungszone 6 stehen. Die Schutzringe 3 sind stärker dotiert als die p-leitenden Zonen 2b. Wenn das positive Potential der Drain-Elektrode angehoben wird, während die Gate-Elektrode und die Source-Elektrode kurzgeschlossen sind, wird die Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen in der Drain-Driftzone 1 verarmt, und Verar mungsschichten dehnen sich von der Drain-Driftzone 1 aus in die Durchbruchverhinderungszone 6 hinein aus. Wenn keinerlei Schutzringe 3 angeordnet sind, denen sich Verarmungsschichten in der in Fig. 1 angegebenen y-Richtung in den p-leitenden Zonen 2b aus, deren Enden direkt mit den jeweiligen p- leitenden Basiszonen 13 verbunden sind. Die elektrische Feldstärke über dem pn-Übergang zwischen den Schichten mit alternierenden Leitfähigkeitstypen der aktiven Zone und der Durchbruchverhinderungszone erreicht jedoch den kritischen Wert, bevor sich die Verarmungsschichten ausreichend in der x-Richtung ausdehnen, in der die p-leitenden Zonen 2b nicht direkt mit den p-leitenden Basiszonen 13 verbunden sind, da die n-leitenden Zonen relativ stark dotiert sind. Daher wird keine hohe Durchbruchspannung erzielt.

Bei dem Vertikal-MOSFET gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung sind p-leitende Zonen 2b (in der x-Richtung der Durchbruchverhinderungszone 6), deren Enden nicht direkt mit p-leitenden Basiszonen 13 verbunden sind, über Schutzringe 3 mit p-leitenden Zonen 2b (in der y-Richtung der Durchbruchverhin derungszone 6) elektrisch verbunden, deren Enden direkt mit p-leitenden Basiszonen 13 verbunden sind. Das Potential weist in der x-Richtung in der Oberfläche der Durchbruchverhinderungszone 6 eine Verteilung entsprechend den Abständen der Schutzringe in der y-Richtung von der aktiven Zone auf. Daher wird das elektrische Feld über die Grenzfläche zwischen der aktiven Zone und der Durchbruchverhinde rungszone in der x-Richtung abgeschwächt. Da sich Verarmungsschichten in der x-Richtung ausdehnen, wird eine hohe Durchbruchspannung erzielt. Da die Durchbruchverhinderungsstruktur, die Schutzringe 3 verwendet, unabhängig von der Breite der Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen ausgelegt werden kann, ist es möglich, einen niedrigen Widerstand sowie eine hohe Durchbruchspannung zu realisieren.

Da die Schutzringe 3 stärker dotiert sind als die p-leitenden Zonen 2b, werden die Schutzringe 3 nicht synchron mit der Verarmung der p-leitenden Zonen 2b verarmt. Die Schutzringe 3 dienen so lange als Spannungsausgleichsringe, so lange sie nicht verarmt sind.

Da sich die Seitenfläche der Durchbruchverhinderungszone 6, in der sich Paare aus jeweils einer Endfläche einer n-leitenden Zone 2a und einer Endfläche einer p-leitenden Zone 2b wiederholen, in Kontakt mit der Seitenfläche der Drain-Driftzone 1 befindet, in der sich Paare aus jeweils einer Endfläche einer n-leitenden Driftzone 1a und einer Endfläche einer p-leitenden Trennzone 1b wiederholen, ist die Verarmungsrate der Durchbruchverhinderungszone 6 hoch. Die Verarmungsrate ist das Verhältnis von verarmten Bereichen zu nicht-verarmten Bereichen. Die Durchbruchspannung in der Durchbruchverhinderungszone 6 des SJ- Halbleiterbauelements mit der aus der ersten Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen gebildeten Drain-Driftzone 1 wird durch die die erste Schicht 1 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen umgebende zweite Schicht 2 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen gut sichergestellt. Daher kann die Struktur der ersten Schicht 1 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen in einfacher Weise optimiert werden, es können SJ- Halbleiterbauelemente mit weniger Beschränkungen entworfen werden, und es werden praktische SJ- Halbleiterbauelemente geschaffen.

Wenn die Gate-Elektrode und die Source-Elektrode kurzgeschlossen werden und die an die Drain- Elektrode angelegte positive Vorspannung in dem SJ-MOSFET gemäß der ersten Ausführungsform angehoben wird, in dem die äußerste p-leitende Zone 5 mit p-leitenden Zonen 2b verbunden ist (in dem Fall, in dem die n-leitende Zone 4 nicht an der Oberflächenseite des Halbleiterchips in den Fig. 2 und 3 gebildet ist und die äußerste p-leitende Zone 5 mit p-leitenden Zonen 2b verbunden ist), beginnen die Verarmungsschichten, die sich in der y-Richtung in der Durchbruchverhinderungszone ausgedehnt haben, sich in Lateralrichtung auszudehnen (in der x- und/oder der y-Richtung). Da das Potential der p-leitenden Zonen 2b, die noch nicht verarmt worden sind, gleich dem Potential der äußersten p-leitenden Zone 5 ist, wird der Leckstrom auf einen niedrigen Wert gedrückt, sofern der äußerste pn-Übergang längs der Seitenfläche des Halbleiterchips, das ist der pn-Übergang zwischen den Zonen 5 und 4, keinen Durchbruch erleidet. Da der äußerste pn-Übergang längs der Seitenfläche des Halbleiterchips einen Durchbruch erleidet, wenn die Drain-Spannung weiter angehoben wird, nimmt der Leckstrom mit zunehmender Drain- Spannung zu. Der Leckstrom wird mit weiter zunehmender Drain-Spannung gesättigt, da die Schichten mit alternierenden Leitfähigkeitstypen vollständig verarmt werden. Die im Sperrzustand des MOSFETs verursachten Verluste sind jedoch hoch, da der Leckstrom hoch ist. Wenn der SJ-MOSFET die n-leitende Zone 4 enthält, welche die äußerste p-leitende Zone 5 und die p-leitenden Zone 2b in der Schicht 2 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen im Peripherieabschnitt (Durchbruchverhinderungszone 6) des SJ- MOSFETs voneinander trennt, wird der Leckstrom auf einen niedrigen Wert gedrückt, da der Leckstrom insofern unterbrochen wird, als die n-leitende Zone 4 nicht vollständig verarmt wird.

Die Peripherieelektrode 21, die aus Al-Si oder Al hergestellt ist, mit der p-leitenden Zone 5 verbunden und oberhalb der n-leitenden Zone 4 und der zweiten Schicht 2 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen unter Zwischenlage des Isolierfilms 20 angeordnet ist, erleichtert es, das Potential der durch die n-leitende Zone 4 abgetrennten p-leitenden Zone 5 gleich wie das Drain-Potential zu machen. Aufgrund des oben beschriebenen Schemas dehnen sich Verarmungsschichten kaum über den Rand der Peripherieelektrode 21 hinaus nach außen aus, die n-leitende Zone 4 wird vor einem Durchgriff bewahrt, und das Potential des äußersten Abschnitts des Halbleiterchips wird auf einen bestimmten Wert fixiert. Daher wird die Durch bruchspannung stabilisiert.

Eine Feldplattenstruktur, eine Struktur mit reduziertem elektrischem Oberflächenfeld (RESURF-Struktur) oder eine Kombination aus diesen Strukturen kann als Ersatz für die Schutzringe 3 verwendet werden, die bei dem SJ-MOSFET gemäß der ersten Ausführungsform eingesetzt werden.

Die Dimension in der Tiefenrichtung (Dicke) jeder Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen wird nach Maßgabe der Durchbruchspannungsklasse eingestellt. Beispielsweise beträgt die Dicke für jede Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen etwa 60,0 µm für eine Durchbruchspannung der 900-V-Klasse.

Zweite Ausführungsform

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht eines Vertikal-MOSFETs gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 5 ist eine zur Querschnittsansicht der Fig. 4 senkrechte Querschnittsansicht des Vertikal- MOSFETs gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Der in Fig. 4 gezeigte Bereich entspricht dem in Fig. 2 gezeigten Querschnitt längs A-A von Fig. 1. Der in Fig. 5 gezeigte Bereich entspricht dem in Fig. 3 gezeigten Querschnitt längs B-B von Fig. 1.

Der MOSFET gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem MOSFET gemäß der ersten Ausführungsform insofern, als beim Halbleiterchip des MOSFETs gemäß der zweiten Ausführungs form eine n-leitende Zone 4a nur in dessen Oberflächenbereich gebildet ist. Die n-leitende Zone 4a ist mit n-leitenden Zonen 2a der zweiten Schicht 2 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen in der x- und y-Richtung verbunden. Da die n-leitende Zone 4a insofern auf das Drain-Potential vorgespannt ist, als die n-leitende Zone 4a nicht verarmt ist, zeigt der MOSFET gemäß der zweiten Ausführungsform die gleichen Effekte wie der MOSFET gemäß der ersten Ausführungsform.

Dritte Ausführungsform

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf einen Vertikal-MOSFET gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, die ein Viertel des rechteckigen Halbleiterchips mit einer Ecke zeigt.

Gemäß Fig. 6 enthält der Vertikal-MOSFET gemäß der driften Ausführungsform eine Drain-Driftzone 1 und eine Durchbruchverhinderungszone 6. Die Drain-Driftzone 1 enthält eine erste Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen, die aus sich vertikal erstreckenden schichtförmigen n-leitenden Driftzonen 1a und sich vertikal erstreckenden schichtförmigen p-leitenden Trennzonen 1b gebildet ist, die alternierend angeordnet sind. Die Durchbruchverhinderungszone 6 enthält eine zweite Schicht 2 mit alternierenden Leitfähigkeitsty pen, die aus sich vertikal erstreckenden schichtförmigen n-leitenden Zonen 2a und sich vertikal erstrecken den schichtförmigen p-leitenden Zonen 2b gebildet ist, die alternierend angeordnet sind. Der zweite Rasterabstand, mit dem Paare aus jeweils einer n-leitenden Zone 2a und einer p-leitenden Zone 2b in der Durchbruchverhinderungszone 6 angeordnet sind, ist kleiner als der erste Rasterabstand, mit dem Paare aus jeweils einer n-leitenden Driftzone 1a und einer p-leitenden Trennzone 1b in der Drain-Driftzone 1 angeordnet sind. Die Grenzflächen (pn-Übergänge) zwischen den Zonen 2a und den Zonen 2b in der Durchbruchverhinderungszone 6 erstrecken sich parallel zu den Grenzflächen (pn-Übergängen) zwischen den Driftzonen 1a und den Trennzonen 1b in der Drain-Driftzone 1. Die Tatsache, daß der zweite Rasterabstand kleiner als der erste Rasterabstand ist, erleichtert es den Verarmungsschichten pro Flächeneinheit, sich in der Durchbruchverhinderungszone auszudehnen, und erleichtert es, in der Durchbruchverhinderungszone 6 eine höhere Durchbruchspannung zu erzielen als in der Drain-Driftzone 1. Da eine n-leitende Zone 4 den in der y-Richtung fließenden Leckstrom unterbricht, erleichtert der Vertikal- MOSFET gemäß der dritten Ausführungsform das Drücken des Leckstroms auf einen niedrigen Wert. Die Dicke der n-leitenden Zonen 2a und p-leitenden Zonen 2b in der Durchbruchverhinderungszone 6 beträgt 3,0 µm. Die Dotierstoffkonzentration der Zonen 2a und der Zonen 2b beträgt 3,0 × 10¹⁴ cm³, was niedriger ist als die Dotierstoffkonzentration in der Drain-Driftzone 1. Alternativ werden der erste Rasterabstand und der zweite Rasterabstand auf den gleichen Wert eingestellt und die zweite Schicht 2 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen schwächer dotiert als die erste Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen in der Drain-Driftzone 1.

Vierte Ausführungsform

Fig. 7 ist eine Draufsicht auf einen Vertikal-MOSFET gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung, die ein Viertel des rechteckigen Halbleiterchips mit einer Ecke zeigt.

Gemäß Fig. 7 ist der MOSFET gemäß der vierten Ausführungsform eine Modifikation des MOSFETs gemäß der dritten Ausführungsform. Bei dem MOSFET gemäß der vierten Ausführungsform erstrecken sich die Grenzflächen (pn-Übergänge) zwischen den n-leitenden Zonen 2a und den p-leitenden Zonen 2b in der Durchbruchverhinderungszone 6 senkrecht zu den Grenzflächen (pn-Übergängen) zwischen den n- leitenden Driftzonen 1a und den p-leitenden Trennzonen 1b in der Drain-Driftzone 1.

Die Grenzflächen (pn-Übergänge) zwischen den Zonen 2a und den Zonen 2b können sich parallel oder senkrecht zu den Grenzflächen (pn-Übergängen) zwischen den Driftzonen 1a und den Trennzonen 1b erstrecken. Vorzugsweise ist eine p-leitende Zone 5 im äußersten Peripherieabschnitt durch eine n-leitende Zone 4 von der zweiten Schicht 2 mit alternierenden Leitfähigkeitstypen getrennt.

Fünfte Ausführungsform

Fig. 8 ist eine Draufsicht auf einen Vertikal-MOSFET gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung, die ein Viertel des rechteckigen Halbleiterchips mit einer Ecke zeigt.

Gemäß Fig. 8 enthält der Vertikal-MOSFET gemäß der fünften Ausführungsform eine Durchbruchverhinde rungszone 6, die eine Zone sehr hohen Widerstands (i-Schicht) 2A enthält, die mit einem n-leitenden Dotierstoff und einem p-leitenden Dotierstoff dotiert ist. Wenn nahezu die gleichen Mengen an n-leitendem Dotierstoff und p-leitendem Dotierstoff in der gleichen Zone enthalten sind, kompensieren sich diese Dotierstoffe entgegengesetzter Leitfähigkeitstypen, was zu einer Zone sehr hohen Widerstands (i-Schicht) führt. Auch wenn nahezu die gleichen Mengen an n-leitendem Dotierstoff und p-leitendem Dotierstoff in jeweiligen Zonen enthalten sind, die sich in unmittelbarer Nähe zueinander befinden, kompensieren sich diese Dotierstoffe entgegengesetzter Leitfähigkeitstypen, was ebenfalls zu einer Zone sehr hohen Widerstands (i-Schicht) führt. In der Praxis ist die Zone sehr hohen Widerstands n-leitend oder p-leitend.

Wenn die Schicht sehr hohen Widerstands n-leitend ist, wird selbst dann keinerlei Leckstromweg gebildet, wenn keine n-leitende Zone 4 zum Isolieren einer p-leitenden Zone 5 im äußersten Peripherieabschnitt des Halbleiterchips angeordnet ist. Wenn die Schicht sehr hohen Widerstands jedoch p-leitend ist, werden Leckstromwege in der x- und der y-Richtung gebildet, da die Schicht sehr hohen Widerstands mit den Source-Zonen verbunden ist. Daher ist es erforderlich, die p-leitende Zone 5 durch eine n-leitende Zone 4 zu isolieren.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit Vertikal-MOSFETs beschrieben wurde, ist die Erfindung auch auf aktive Vertikalbauelemente mit drei oder mehr Anschlüssen wie beispielsweise IGBTs (MOSFET mit Leitfähigkeitsmodulation) und Bipolartransistoren sowie auf Passivbauelemente mit zwei Anschlüssen wie beispielsweise FWDs (d. h. Freilaufdioden) und Schottky-Dioden anwendbar.

Wie oben beschrieben, enthalten die erfindungsgemäßen Vertikal-SJ-MOSFETs eine Durchbruchverhinde rungszone mit einer die Drain-Driftzone umgebenden Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen und einer n-leitenden Zone zum Isolieren der im äußersten Peripherieabschnitt des Halbleiterchips gebildeten p- leitenden Zone von den p-leitenden Zonen der Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen in der Durchbruchverhinderungszone. Der erfindungsgemäße Vertikal-MOSFET erleichtert die Reduzierung des Kompromißverhältnisses zwischen dem Durchlaßwiderstand und der Durchbruchspannung, das Reduzie ren des Leckstroms und das Verbessern der Zuverlässigkeit der Durchbruchspannung.

Claims

1. Halbleiterbauelement, umfassend:
einen Halbleiterchip mit einer ersten Hauptfläche und einer von der ersten Hauptfläche abge wandten zweiten Hauptfläche;
eine aktive Zone auf der Seite der ersten Hauptfläche;
eine Schicht (11) geringen elektrischen Widerstands eines ersten Leitfähigkeitstyps auf der Seite der zweiten Hauptfläche;
eine Vertikal-Drain-Driftzone (1) zwischen der aktiven Zone und der Schicht (11) geringen elektri schen Widerstands, wobei die Vertikal-Drain-Driftzone eine erste Schicht mit alternierenden Leitfähigkeits typen umfaßt, die aus ersten Zonen (1a) des ersten Leitfähigkeitstyps und zweiten Zonen (1b) eines zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, die alternierend aneinandergeschichtet sind;
eine Durchbruchverhinderungszone (6) zwischen der ersten Hauptfläche und der Schicht (11) geringen elektrischen Widerstands, wobei die Durchbruchverhinderungszone die Vertikal-Drain-Driftzone umgibt und eine zweite Schicht (2) mit alternierenden Leitfähigkeitstypen umfaßt, die aus dritten Zonen (2a) des ersten Leitfähigkeitstyps und vierten Zonen (2b) des zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, die alternierend aneinandergeschichtet sind;
eine fünfte Zone (4; 4a) des ersten Leitfähigkeitstyps, die um die zweite Schicht mit alternieren den Leitfähigkeitstypen herum gebildet ist; und eine sechste Zone (5) des zweiten Leitfähigkeitstyps, die um die fünfte Zone herum gebildet ist.

2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, bei dem die fünfte Zone (4; 4a) die sechste Zone (5) von der zweiten Schicht (2) mit alternierenden Leitfähigkeitstypen trennt.

3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die fünfte Zone (4) mit der Schicht (11) geringen elektrischen Widerstands verbunden ist.

4. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend eine mit der sech sten Zone (5) elektrisch verbundene Elektrode (21), die unter Zwischenlage eines Isolierfilms (20) über der fünften Zone (4; 4a) angeordnet ist.

5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, bei dem sich die Elektrode (21) zumindest über einen Teil der zweiten Schicht (2) mit alternierenden Leitfähigkeitstypen unter Zwischenlage des Isolierfilms (20) erstreckt.

6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein erster Rasterabstand, mit dem Paare aus jeweils einer ersten Zone (1a) und einer zweiten Zone (1b) in der ersten Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen angeordnet sind, größer als ein zweiter Rasterabstand ist, mit dem Paare aus jeweils einer dritten Zone (2a) und einer vierten Zone (2b) in der zweiten Schicht (2) mit alternierenden Leitfähigkeitstypen angeordnet sind.

7. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die ersten Zonen (1a), die zweiten Zonen (1b), die dritten Zonen (2a) und die vierten Zonen (2b) in der Horizontalebene jeweils als Streifen geformt sind.

8. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem sich die Grenzflächen zwi schen den ersten Zonen (1a) und den zweiten Zonen (1b) in der ersten Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen im wesentlichen senkrecht zu den Grenzflächen zwischen den dritten Zonen (2a) und den vierten Zonen (2b) in der zweiten Schicht (2) mit alternierenden Leitfähigkeitstypen erstrecken.

9. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem sich die Grenzflächen zwi schen den ersten Zonen (1a) und den zweiten Zonen (1b) in der ersten Schicht mit alternierenden Leitfähigkeitstypen im wesentlichen parallel zu den Grenzflächen zwischen den dritten Zonen (2a) und den vierten Zonen (2b) in der zweiten Schicht (2) mit alternierenden Leitfähigkeitstypen erstrecken.

10. Halbleiterbauelement, umfassend:
einen Halbleiterchip mit einer ersten Hauptfläche und einer von der ersten Hauptfläche abge wandten zweiten Hauptfläche;
eine aktive Zone auf der Seite der ersten Hauptfläche;
eine Schicht (11) geringen elektrischen Widerstands eines ersten Leitfähigkeitstyps auf der Seite der zweiten Hauptfläche;
eine Vertikal-Drain-Driftzone (1) zwischen der aktiven Zone und der Schicht (11) geringen elektri schen Widerstands, wobei die Vertikal-Drain-Driftzone eine erste Schicht mit alternierenden Leitfähigkeits typen umfaßt, die aus ersten Zonen (1a) des ersten Leitfähigkeitstyps und zweiten Zonen (1b) eines zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, die alternierend aneinandergeschichtet sind;
eine Zone (2A) sehr hohen Widerstands zwischen der ersten Hauptfläche und der Schicht (11) geringen elektrischen Widerstands, wobei die Zone sehr hohen Widerstands die Vertikal-Drain-Driftzone umgibt und mit einem Dotierstoff des ersten Leitfähigkeitstyps und einem Dotierstoff des zweiten Leitfähig keitstyps dotiert ist;
eine dritte Zone (4) des ersten Leitfähigkeitstyps, die um die Zone sehr hohen Widerstands herum gebildet ist; und
eine vierte Zone (5) des zweiten Leitfähigkeitstyps, die um die dritte Zone herum gebildet ist.

11. Halbleiterbauelement nach Anspruch 10, bei dem die dritte Zone (4) die vierte Zone (5) von der Zone (2A) sehr hohen Widerstands trennt.

12. Halbleiterbauelement nach Anspruch 10 oder 11, bei dem die dritte Zone (4) mit der Schicht (11) geringen elektrischen Widerstands verbunden ist.

13. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 10 bis 12, ferner umfassend eine mit der vierten Zone (5) elektrisch verbundene Elektrode (21), die unter Zwischenlage eines Isolierfilms (20) über der dritten Zone (4) angeordnet ist.

14. Halbleiterbauelement nach Anspruch 13, bei dem sich die Elektrode (21) zumindest über einen Teil der Zone (2A) sehr hohen Widerstands unter Zwischenlage des Isolierfilms (20) erstreckt.

15. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die sechste Zone (5) nur im Oberflächenabschnitt der fünften Zone (4; 4a) gebildet ist.

16. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem die vierte Zone (5) nur im Oberflächenabschnitt der dritten Zone (4) gebildet ist.