DE10220810B4

DE10220810B4 - Halbleiterbauteil

Info

Publication number: DE10220810B4
Application number: DE10220810A
Authority: DE
Inventors: Akio Kawasaki Kitamura
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2022-05-11
Also published as: DE10220810A1; US20030001202A1; JP4972842B2; US6861702B2; KR100761179B1; JP2003031804A; KR20020086302A

Abstract

Halbleiterbauteil, umfassend:
– ein Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitfähigkeitstyps;
– eine Mehrzahl von Schaltungseinheiten im Halbleitersubstrat;
wobei jede der Schaltungseinheiten umfasst:
– einen Quellenbereich (7) eines zweiten Leitfähigkeitstyps in einem Oberflächenteil des Halbleitersubstrats;
– einen Abflussbereich (8) des zweiten Leitfähigkeitstyps in einem Oberflächenteil des Halbleitersubstrats mit Abstand vom Quellenbereich;
– einen Graben (102, 202), der sich von der Oberfläche des Halbleitersubstrats in dieses zwischen dem Quellenbereich und dem Abflussbereich und in Abstand vom Quellenbereich hineinerstreckt und einen Neigungswinkel seiner Seitenflächen zwischen 30° und kleiner 90° zur Oberfläche des Halbleitersubstrats hat;
– einen Isolator (4) im Graben;
– einen Abfluss-Driftbereich (3) des zweiten Leitfähigkeitstyps, der die Seitenflächen und die Bodenfläche des Grabens umgibt und einen Abstand vom Quellenbereich hat;
– einen Steuerregion-Isolierfilm (9) auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats zwischen dem Quellenbereich und dem Abfluss-Driftbereich;
– eine Steuerelektrode (10) auf dem Steuerregion-Isolierfilm,...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Halbleiterbauteile und betrifft speziell eine Halbleiterstruktur, die die Herstellung von MOSFETs mit hoher Durchbruchspannung zur Verwendung als Leistungs-ICs erleichtert.
Es sind MOSFETs des Grabentyps (Trench) entwickelt worden. MOSFETs des Grabentyps sind vertikale MOSFETs, die Gräben und in den jeweiligen Gräben so versenkte Steuerelektroden umfassen, daß in den Seitenwandteilen der Gräben Kanäle gebildet werden. Die MOSFETs des Grabentyps haben Vorteile im Hinblick auf eine Reduzierung des Zellenteilungsschritts und des Ein-Widerstands je Flächeneinheit. Soweit laterale MOSFETs betroffen sind, die in Leistungs-ICs integrierbar sind, sind einige Strukturen des Grabentyps für solche Bauteile vorgeschlagen worden. Laterale MOSFETs vom Grabentyp sind jedoch in der Praxis noch nicht in Gebrauch genommen worden.
Der vorgeschlagene laterale MOSFET des Grabentyps enthält einen RESURF-DMOS-Transistor des Oberseiten-Abfluß-Grabentyps mit Gräben, die zwischen seinen Quellen und seinen Abflüssen gebildet sind, sowie mit Steuerregionen, die in den jeweiligen Gräben gebildet sind (siehe japanische Publikation H06-97450 einer ungeprüften Patentanmeldung). Bei einer anderen bekannten Graben-Steuerregion-Struktur sind polykristalline Silicium-Steuerregionen in den Gräben in gleicher Weise wie oben beschrieben ausgebildet (siehe ISPSD 2000, S. 47–50). Ein weiterer bekannter lateraler Leistungstransistor enthält Abflüsse, Quellen und Gräben, die in einem Substrat ausgebildet sind, und Steuerregionen, die an der Oberfläche von Teilen des Substrats zwischen den Quellen und den Gräben, in denen die Kanäle gebildet sind, ausgebildet sind (siehe japanische Publikation H07-74352 einer ungeprüften Patentanmeldung).
Durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung wurde ein Transistor vorgeschlagen, der von der Oberfläche des Abflußdriftbereichs aus gebildete Gräben, die mit einem Isolator oder mit einem Semi-Isolator gefüllt sind, und über die Gräben sich erstreckende Steuerelektroden enthält (siehe japanische Publikation H08-97441 einer ungeprüften Patentanmeldung). Außerdem ist ein Transistor beschrieben worden (siehe ISPSD 1999, S. 73–76), bei dem die Randteile seiner Steuerelektroden sich oberhalb der Gräben befinden.
Der in der genannten Publikation H06-97450 beschriebene Transistor wird in folgender Weise hergestellt: Die an den Innenwänden der Gräben gebildeten Oxidfilme werden selektiv oxidiert, um nicht uniforme Oxidschichten zu bilden. Durch Naßätzen der dünnen Oxidschichten werden dann die Steuerelektroden-Oxidfilme ausgebildet. Schließlich werden die Gräben mit polykristallinem Steuerelektroden-Silicium gefüllt. Der in der Publikation H06-97450 beschriebene Transistor wird also durch einen komplizierten Herstellungsprozess erzeugt, der viele Schritte umfaßt.
Der in ISPSD 2000 beschriebene Transistor mit Graben-Steuerregion-Struktur weist eine niedrige Durchbruchspannung unter 20 V auf. Dieser Transistor ist vorgeschlagen worden, um den Kanalwiderstand zu reduzieren, der die vorherrschende Komponente seines Ein-Widerstands darstellt. Da, wie 1 des Berichts ISPSD 2000 zeigt, die Quellenelektrode und die Abflußelektrode des dort beschriebenen Transistors keinerlei Feldstopper- oder Feldplatteneffekt (field plate effect) haben, eignet sich die beschriebene Graben-Steuerregion-Struktur nicht zum Erhalten eines Transistors, der eine Durchbruchspannung der Mehrere-100-Voltmasse aufweist.
Da auch die Quellenelektrode und die Abflußelektrode des in der genannten Publikation H07-74352 beschriebenen Transistors, wie 2 der Publikation zeigt, keinen Feldstopper- oder Feldplatteneffekt aufweisen, eignet auch sich dieser Transistor nicht zum Erhalten einer Durchbruchspannung von wenigsten 200 V.
Beim in der genannten Publikation H08-97441 beschriebenen Transistor kann die Erstreckung der Steuerelektroden über seine Gräben Feldplatteneffekte zeigen. Jedoch weisen die Quellenelektrode und die Abflußelektrode dieses Transistors keinerlei Feldplatteneffekt auf, wie 1 der Publikation zeigt. Der in der Veröffentlichung H08-97441 beschriebene Transistor eignet sich also nicht zum Erzielen einer Durchbruchspannung von wenigstens 200 V.
Auch beim im Bericht ISPSD 1999 beschriebenen Transistor zeigen die Quellenelektrode und die Abflußelektrode keinerlei Feldplatteneffekt, so daß sich auch dieser Transistor nicht zum Erzielen einer Durchbruchspannung von mindestens 200 V eignet.
Da bei einem Bauteil, das eine Durchbruchspannung der Klasse 700 V aufweist, die Verunreinigungskonzentration an der Oberfläche niedrig ist, können im Preßharz oder Formlack enthaltene Ionen die Bauteilcharakteristiken nachteilig beeinflussen. Insbesondere können die Bauteilcharakteristiken durch die Zuverlässigkeitstests verschlechtert werden, die in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit durchgeführt werden, und zwar aufgrund der im Formharz enthaltenen Ionen.
Aus der US 5,844,275 ist ein Halbleiterbauteil bestehend aus einem lateralen MOSFET mit einem Graben bekannt. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines solchen MOSFET. Die darin dargestellte Transistorstruktur weist einen Graben 3 mit rechteckigem Querschnitt auf. Über den Graben 3 erstreckt sich die Gateelektrode 7. Auf einer Seite des Grabens ist die Quellenelektrode 14 und auf der entgegen gesetzten Seite des Grabens 3 die Abflusselektrode 15 jeweils auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats angeordnet.
Aus der US 5,539,238 ist ein weiterer MOSFET bekannt. Bspw. zeigt die 4 eine solche MOSFET-Struktur mit einem Oxid-gefüllten Graben 25 mit rechtwinkligem Querschnitt.
Angesichts dieser Problematiken soll durch die Erfindung eine Halbleiterstruktur geschaffen werden, die das Herstellen eines lateralen MOSFETs des Grabentyps erleichtert, der eine hohe Durchbruchspannung von mindestens 200 V aufweist und für den vermieden wird, daß erheblich mehr Herstellungsschritte erforderlich werden. Weiterhin soll durch die Erfindung ein Halbleiterbauteil geschaffen werden, das die Herstellung derartiger MOSFETs mit einer Durchbruchspannung der 700-V-Klasse erleichtert, wobei vermieden wird, daß Ionen im Preßformharz die Bauteilcharakteristiken nachteilig beeinflussen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung enthält ein Halbleiterbauteil eine Mehrzahl von Einheiten, die in einem Si-Substrat gebildet sind und von denen jede einen Graben enthält, dessen Seitenflächen gegen die Substratoberfläche in einem Winkel zwischen 30° und 90° verlaufen; weiterhin eine Drift- oder Offset-Abflußregion, die die Seitenfläche und die Bodenfläche des Grabens umgibt; einen Isolator, der den Graben füllt; eine Steuerelektrode, die sich bis über den Graben erstreckt; eine Quellenelektrode und eine Abflußelektrode; wobei sich die Quellenelektrode und die Abflußelektrode bis über den Graben erstrecken.
Da sich die Quellenelektrode und die Abflußelektrode, die sich über den Graben erstrecken, als Feldplatten verhalten, wird das elektrische Feld innerhalb des Halbleiterbauteils reduziert und eine hohe Durchbruchspannung erhalten. Da aufgrund des Feldplatteneffekts der Offset-Abflußbereich stark dotiert sein kann, ist das Abwägungsverhältnis zwischen der Durchbruchspannung und dem Ein-Widerstand je Flächeneinheit günstiger. Da weiterhin der Abstand zwischen der Quellenelektrode und der Abflußelektrode über dem Graben geschmälert ist, können die Ionen im Formharz die Bauteilcharakteristiken nicht ungünstig beeinflussen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfaßt das Halbleiterbauteil eine Mehrzahl von Schaltungselementen, die in einem Siliciumsubstrat gebildet sind und von denen jedes enthält: einen Graben; einen Offset-Abflußbereich, der die Seitenfläche und die Bodenfläche des Grabens umgibt; einen den Graben füllenden Isolator; und eine oder mehrere Feldplatten, die als Feldplatte(n) oder Feldstopper im Isolator dienen.
Da die Feldplatte oder die Feldplatten im den Graben füllenden Isolator angeordnet ist/sind, wird die Durchbruchspannung im Sperrzustand des Halbleiterbauteils erhöht. Und da der Offset-Abflußbereich aufgrund des Vorsehen der Feldplatte(n) stark dotiert sein kann, wird das Verhältnis zwischen der Durchbruchspannung und dem Ein-Widerstand pro Flächeneinheit verbessert.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauteil gemäß einer 1. Ausführungsform der Erfindung;
2 bis 7 Querschnitte entsprechend 1 durch Halbleiterbauteile gemäß einer 2., 3., 4., 5., 6. bzw. 7. Ausführungsform der Erfindung;
8 das Verunreinigungsverteilungsprofil entlang einem Linienabschnitt A-A in 7;
9 das Dotierstoffprofil entlang einem Linienabschnitt B-B in 7;
10 einen Querschnitt durch ein erstes Halbleiterbauteil gemäß einer 8. Ausführungsform der Erfindung;
11 einen Querschnitt durch ein zweites Halbleiterbauteil gemäß der 8. Ausführungsform der Erfindung;
12 einen Querschnitt durch ein drittes Halbleiterbauelement gemäß der 8. Ausführungsform der Erfindung;
13 bis 17 Querschnitte durch Halbleiterbauteile gemäß einer 9., 10., 11., 12. bzw. 13. Ausführungsform der Erfindung.
In der Zeichnung sind die Elementarbestandteile nicht maßstabgetreu dargestellt, sondern zur besseren Veranschaulichung teilweise mit übertriebener Dimensionierung gezeichnet. Die Beispiele bringen als erste Leitfähigkeit den p-Typ und als zweite Leitfähigkeit den n-Typ, dies könnte jedoch auch umgekehrt sein.
Erste Ausführungsform
Es wird ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel beschrieben. 1 stellt einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauteil gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung dar.
Das Halbleiterbauteil gemäß der ersten Ausführungsform ist ein lateraler Graben-MOSFET, der eine Mehrzahl von Schaltungselementen umfaßt, die in einem p-leitenden Substrat 1 gebildet sind. Jedes Schaltungselement enthält einen Graben (Trench) 2, einen n^–-leitenden Offset-Abflußbereich 3, der als Abflußdriftbereich wirkt, einen im Graben 2 versenkten Isolator 4, einen p-leitenden Wannen- oder Topfbereich 5, einen p-leitenden Basisbereich 6, einen n⁺-leitenden Quellenbereich 7, einen n⁺-leitenden Abflußbereich 8, einen aus einem Oxid bestehenden Steuerregion-Isolierfilm 9, eine aus polykristallinem Silicium bestehende Steuerelektrode 10, einen Zwischenschicht-Isolierfilm 11, eine Quellenelektrode 12, eine Abflußelektrode 13, einen Passivierungsfilm 14 und ein Form- oder Preßharz 15.
Der Graben 2 befindet sich im Obeflächenteil des Substrats 1. Er ist von dessen Oberfläche aus eingegraben und mit dem Isolator 4 gefüllt. Der n^–-Offset-Abflußbereich 3 umgibt die Seitenfläche – im Querschnitt zwei Seiten – und die Bodenflächen des Grabens 2. Der p-leitende Topfbereich 5 grenzt an den n^–-Offset-Abflußbereich 3 im Oberflächenbereich des Halbleitersubstrats 1 auf der Quellenseite des Grabens 2 an. Der p-leitende Basisbereich 6 befindet sich im Oberflächenbereich des p-leitenden Topfbereichs 5. Der n⁺-leitende Quellenbereich 7 befindet sich im Oberflächenteil des p-leitenden Basisbereichs 6 und hat vom n^–-leitenden Offset-Abflußbereich 3 einen Abstand. Der n⁺-leitende Abflußbereich 8 befindet sich im Oberflächenteil des n^–-leitenden Offset-Abflußbereichs 3 auf der der Quellenseite gegenüberliegenden Abflußseite des Grabens 2.
Der Steuerregion-Isolierfilm 9 befindet sich auf dem n⁺-Quellenbereich 7 und der quellenseitigen Oberfläche des n^–-Offset-Abflußbereichs 3. Die Steuerelektrode 10 ist auf dem Isolierfilm 9 gebildet und erstreckt sich bis über den Graben 2 parallel zur Substratoberfläche. Der Zwischenschicht-Isolierfilm 11 bedeckt die Steuerelektrode 10 und den Graben 2. Die Quellenelektrode 12 steht in elektrischem Kontakt mit dem p-leitenden Basisbereich 6 und dem n⁺-leitenden Quellenbereich 7. Sie ist entlang der Oberfläche des Zwischenschicht-Isolierfilms 11 ausgebildet und verläuft über dem Graben 2 parallel zur Substratoberfläche. Die Abflußelektrode 13 steht in elektrischem Kontakt mit dem n⁺-leitenden Abflußbereich 8. Sie ist entlang der Oberfläche des Zwischenschicht-Isolierfilms 11 ausgebildet und verläuft über dem Graben 2 parallel zur Substratoberfläche. Die Elektroden 12 und 13 sind mit gegenseitigem Abstand angeordnet und voneinander isoliert. Der Passivierungsfilm 14 bedeckt das gesamte beschriebene Halbleiterbauteil. Das Formharz 15 verschließt das gesamte beschriebene Halbleiterbauteil luftdicht.
Typische Parameter dieser beschriebenen Einzel-Schaltungselemente sind:
Der spezifische Widerstand des Halbleitersubstrats 1 beträgt etwa 100 Ωcm. Der Graben 2 ist 20 μm breit und 20 μm tief. Seine Seitenflächen stehen im rechten Winkel zur Substratoberfläche. Die Oberflächen-Verunreinigungskonzentration des n^–-Offset-Bereichs 3 liegt zwischen 5·10¹⁵ cm^–3 und 5·10¹⁶ cm^–3. Der n^–-dotierte Offset-Abflußbereich 3 ist etwa 6 μm tief. Die Erstreckung der Steuerelektrode 10 über den Graben 5 beträgt 5 μm, die Erstreckung der Quellenelektrode 12 oberhalb des Grabens 2 beträgt 10 μm und die Erstreckung der Abflußelektrode 13 oberhalb des Grabens 2 beträgt 5 μm. Die Steuerelektrode 10, die Quellenelektrode 12 und die Abflußelektrode 13 zeigen in der beschriebenen Gestaltung eine Feldplattenfunktion. Die Durchbruchspannung des wie beschrieben aufgebauten Halbleiterbauteils liegt bei etwa 800 V.
Beim in der beschriebenen Weise aufgebauten Halbleiterbauteil wird verhindert, daß sich das elektrische Feld am Teil des n^–-Offset-Abflußbereichs 3 in der Nachbarschaft der Seitenflächen des Grabens 2 auf der Quellenseite lokalisiert, da die ausgedehnte Steuerelektrode 10 einen Feldplatteneffekt ausübt und da die Verarmung des n^–-Offset-Abflußbereichs 3 durch den p-leitenden Basisbereich 6 und den p-leitenden Topfbereich 5 gefördert wird. Aufbauend auf die oben beschriebe nen Dimensionierungen der Elementarbestandteile beträgt die Teilungsweite der Schaltungselemente etwa 40 μm. Der n^–-Offset-Abflußbereich 3 kann unter Berücksichtigung des Feldplatteneffekts hoch dotiert werden. Der Ein Widerstand je Flächeneinheit des Halbleitebauteils gemäß dieser ersten Ausführungsform der Erfindung ist etwa halb so hoch wie der Ein-Widerstand pro Flächeneinheit der Halbleiterbauteile nach dem Stand der Technik, und zwar aufgrund der verminderten Teilungsweite der Schaltungselemente und des hoch dotierten n^–-Offset-Abflußbereichs 3.
Das Halbleiterbauteil nach 1 wird in folgender Weise hergestellt.
In der Oberfläche des p-leitenden Halbleitersubstrats 1, dessen spezifischer Widerstand 100 Ωcm beträgt, wird der p-leitende Topfbereich 5 gebildet, der die gleichen Abmessungen hat wie der des p-leitenden Topfbereichs im nicht dargestellten logischen Abschnitt. Der Graben 2 wird mit einer Breite von 20 μm und einer Tiefe von 20 μm durch Fotoätzung im Oberflächenteil des p-leitenden Topfbereichs 5 gebildet. Im Graben 2 wird polykristallines Silicium, das mit einer Verunreinigung vom n-Typ dotiert ist, eingebracht. Gleichmäßig um die Seitenflächen und die Bodenfläche des Grabens 2 wird durch thermisches Eindiffundieren der n-Verunreinigung, die im polykristallinen Silicium enthalten ist, der n^–-Offset-Abflußbereich 3 gebildet, in dem die Oberflächenverunreinigungskonzentration 5·10¹⁵ cm^–3 bis 5·10¹⁶ cm^–3 beträgt und dessen Tiefe (xj) etwa 6 μm mißt. Anschließend wird das polykristalline Silicium durch Ätzen entfernt und wird im Graben 2 ein Oxidfilm, der den Isolator 4 bildet, abgelagert.
Es wird nun der Steuerregion-Isolierfirm 9 gebildet, und auf diesem wird polykristallines Silicium abgelagert und durch Ätzen des abgelagerten polykristallinien Siliciums die Steuerelektrode 10 gebildet, und zwar so, daß ihr abflußseitiger Umfangsteil um 5 μm über den Graben 2 ausgedehnt wird. Im Oberflächenteil des p-leitenden Topfbereichs 5 werden mit Hilfe einer selbstausrichtenden Technik, die den anderen Umfangsteil (also den quellenseitigen Umfangsteil) der Steuerelektrode 10 als Referenz verwendet, der p-leitende Basisbereich 6 und der n⁺-Quellenbereich 7 gebildet, und zwar so, daß der Basisbereich 6 um die Seitenfläche und die Bodenfläche des Quellenbereichs 7 herum liegt. Gleichzeitig oder unabhängig von der Herstellung des n⁺-Quellenbereichs 7 wird im Obeflächenteil des n^–-Offset-Abflußbereichs 3 auf der anderen Seite des Grabens 2 der n⁺-Abflußbereich 8 gebildet. Nun wird ein Zwischenschicht-Isolierfilm 11 aufgebracht und werden dann die Quellenelektrode 12 und die Abflußelektrode 13 auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 11 so ausgebildet, daß die Quellenelektrode 12 sich um eine Breite von 10 μm über den Graben 2 erstreckt und die Abflußelektrode 13 sich für eine Breite von 5 μm über den Graben 2 erstreckt. Schließlich wird über der so hergestellten Halbleiterstruktur der Passivierungsfilm 14 hergestellt, indem durch Plasmaablagerung ein Nitridfilm aufgebracht wird, woraufhin die hergestellte Schaltungsstruktur mit dem darauf gebildeten Passivierungsfilm 14 im Preßharz 15 dicht abgeschlossen wird. Das Halbleiterbauteil nach dieser ersten Ausführungsform wird also dadurch hergestellt, daß man zum Schritt der Herstellung des üblichen lateralen DMOSFETs die Schritte hinzufügt, den Graben 2 zu bilden und ihn mit dem Isolator 4 zu füllen. Das Halbleiterbauteil nach der ersten Ausführungsform wird also ohne Anwendung irgendeines schwierigen Schritts fertiggestellt.
Dieses Halbleiterbauteil weist eine hohe Durchbruchspannung von 800 V auf, da das elektrische Feld innerhalb des Bauteils durch die Feldplattenfunktion, die die Steuerelektrode 10, die Quellenelektrode 12 und die Abflußelektrode 13 erbringen, erniedrigt wird. Da der Offset-Abflußbereich 3 aufgrund des Feldplatteneffekts hoch dotiert sein kann, wird die Kompromiß-Beziehung zwischen der Durchbruchspannung und dem Ein-Widerstand pro Flächeneinheit aufgrund der Halbleiterstruktur der ersten Ausführungsform günstiger. Nach dieser Ausführungsform wird die hohe Durchbruchspannung der 800-V-Klasse des Halbleiterbauteils ohne erhebliche Ausweitung der Herstellungsschritte erhalten. Da der Abstand zwischen der Quellenelektrode 12 und Abflußelektrode 13 über dem Graben 2 gemäß dieser Ausführungsform auf 5 μm eingeengt ist, ist auch vermieden, daß Ionen vom Preßharz 15 den n^–-Offset-Abflußbereich 3 beeinträchtigen.
Zweite Ausführungsform
2 stellt einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauteil gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dar.
Diese Ausführung gemäß 2 enthält eine Vielzahl von Schaltungselementen, von denen jedes einen Graben 102 enthält, dessen Seitenflächen in einem Winkel von etwa 75° zur Substratoberfläche geneigt sind, anstelle des Grabens 2 nach der ersten Ausführungsform. Die typischen Parameter der Elementarbestandteile des Halbleiterbauteils nach dieser zweiten Ausführungsform sind im folgenden angegeben, wenngleich sie nicht stets auf die Beschriebenen beschränkt sind. Der Graben 2 ist an der Substratoberfläche 20 μm breit und ist 20 μm tief. Er wird zu seinem Bodenbereich zu enger, also schmaler. Das Halbleitersubstrat hat einen spezifischen Widerstand von 100 Ωcm. Der n^–-Offset-Abflußbereich 3 ist etwa 6 μm tief und seine Oberflächenverunreinigungskonzentration liegt im Bereich von 5·10¹⁵ cm^–3 bis 5·10¹⁶ cm^–3. Über den Graben 102 erstrecken sich die Steuerelektrode 10 um 5 μm, die Quellenelektrode 12 um 10 μm und die Abflußelektrode 13 um 5 μm, so daß diese Elektroden eine Feldplattenfunktion ausüben.
Wenn die Parameter der Elementarbestandteile wie beschrieben sind, beträgt die Durchbruchspannung des Halbleiterbauteils nach der zweiten Ausführungsform etwa 700 V. Auf der Basis der beschriebenen Abmessungen der Elementarbestandteile beträgt die Elemententeilung etwa 40 μm. Angesichts des Feldplatteneffekts kann der n^–-Offset-Abflußbereich 3 hoch dotiert werden. Der Ein-Widerstand pro Flächeneinheit ist bei dieser Ausführungsform also etwa halb so hoch wie bei Halbleiterbauteilen nach dem Stand der Technik, und zwar aufgrund der verminderten Elemententeilung und der hohen Dotierung des n^–-Offset-Abflußbereichs 3. Da außer dem Graben bei der zweiten Ausführungsform die anderen Elementarbestandteile denen der ersten Ausführungsform gleichen, werden zur Bezeichnung der gleichen Elementarbestandteile die gleichen Bezugszeichen verwendet und diese Bestandteile nicht erneut beschrieben.
Das Halbleiterbauteil nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt eine hohe Durchbruchspannung von 700 V, da das elektrische Feld innerhalb des Bauteils durch die sich durch die Steuerelektrode 10, die Quellenelektrode 12 und die Abflußelektrode 13 ergebende Feldplattenfunktion erniedrigt wird. Da aufgrund des Feldplatteneffekts der Offset-Abflußbereich 3 hoch dotiert werden kann, ist das als Kompromiß zu wählende Verhältnis zwischen der Durchbruchspannung und dem Ein-Widerstand pro Flächeneinheit beim Halbleiterbauteil dieser zweiten Ausführungsform günstiger. Die bei diesem Halbleiterbauteil nach der zweiten Ausführungsform erzielte hohe Durchbruchspannung von 700 V ergibt sich ohne erhebliche Ausweitung der Herstellungsschritte in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform. Da der Abstand zwischen der Quellenelektrode 12 und der Abflußelektrode 13 über dem Graben 2 bei der zweiten Ausführungsform auf 5 μm eingeengt ist, können die Ionen im Preßharz den n^–-Offset-Abflußbereich 3 nicht beeinträchtigen.
Dritte Ausführungsform
3 zeigt einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauteil nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Diese Ausführungsform gemäß 3 enthält eine Vielzahl von Schaltungselementen, von denen jedes einen Graben 202 enthält, dessen Seitenflächen in einem Winkel von etwa 60° zur Substratoberfläche geneigt sind, anstelle des Grabens 2 nach der ersten Ausführungsform. Die typischen Parameter der Elementarbestandteile des Halbleiterbauteils nach dieser dritten Ausführungsform sind im folgenden angegeben, wenngleich sie nicht stets auf die beschriebenen beschränkt sind. Der Graben 202 ist an der Substratoberfläche 20 μm breit und ist 20 μm tief. Er wird zu seinem Bodenbereich zu enger, also schmaler und hat praktisch keine Bodenfläche mehr. Das Halbleitersubstrat 1 hat einen spezifischen Widerstand von 100 Ωcm. Der n^–-Offset-Abflußbereich 3 ist etwa 6 μm tief und seine Oberflächenverunreinigungskonzentration liegt im Bereich von 5·10¹⁵ cm^–3 bis 5·10¹⁶ cm^–3.
Über den Graben 202 erstrecken sich die Steuerelektrode 10 um 5 μm, die Quellenelektrode 12 um 10 μm und die Abflußelektrode 13 um 5 μm, so daß diese Elektroden eine Feldplattenfunktion ausüben.
Wenn die Parameter der Elementarbestandteile wie beschrieben sind, beträgt die Durchbruchspannung des Halbleiterbauteils nach der dritten Ausführungsform etwa 600 V. Die Durchbruchspannung des Halbleiterbauteils der dritten Ausführungsform ist niedriger als die der ersten und der zweiten Ausführungsform, da der n^–-Offset-Abflußbereich 3 bei der dritten Ausführungsform kürzer ist als dieser Bereich 3 bei der ersten und zweiten Ausführungsform. Auf der Basis der beschriebenen Abmessungen der Elementarbestandteile beträgt die Elemententeilung etwa 40 μm. Angesichts des Feldplatteneffekts kann der n^–-Offset-Abflußbereich 3 hoch dotiert werden. Der Ein-Widerstand pro Flächeneinheit des Halbleiterbauteils ist bei dieser Ausführungsform also etwa halb so hoch wie bei Halbleiterbauteilen nach dem Stand der Technik, und zwar aufgrund der verminderten Elemententeilung und der hohen Dotierung des n^–-Offset-Abflußbereichs 3. Da außer dem Graben bei der dritten Ausführungsform die anderen Elementarbestandteile denen der ersten Ausführungsform gleichen, werden zur Bezeichnung der gleichen Elementarbestandteile die gleichen Bezugszeichen verwendet und diese Bestandteile nicht erneut beschrieben.
Das Halbleiterbauteil nach der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt die hohe Durchbruchspannung von 600 V, da das elektrische Feld innerhalb des Bauteils durch die sich durch die Steuerelektrode 10, die Quellenelektrode 12 und die Abflußelektrode 13 ergebende Feldplattenfunktion erniedrigt wird. Da aufgrund des Feldplatteneffekts der Offset-Abflußbereich 3 hoch dotiert werden kann, ist das Verhältnis zwischen der Durchbruchspannung und dem Ein-Widerstand pro Flächeneinheit beim Halbleiterbauteil dieser dritten Ausführungsform verbessert. Die bei diesem Halbleiterbauteil nach der dritten Ausführungsform erzielte hohe Durchbruchspannung von 600 V ergibt sich ohne erhebliche Ausweitung der Herstellungsschritte in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform. Da der Abstand zwischen der Quellenelektrode 12 und der Abflußelektrode 13 über dem Graben 202 bei der dritten Ausführungsform auf 5 μm eingeengt ist, können die Ionen im Preßharz den n^–-Offset-Abflußbereich 3 nicht beeinträchtigen.
Vierte Ausführungsform
4 stellt einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauteil nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung dar.
Gemäß 4 enthält das Schaltungselement des Halbleiterbauteils nach der vierten Ausführungsform eine gleichförmige p-leitende Schicht 105, die durch Epitaxialwachstum im Oberflächenteil des Halbleitersubstrats 1 gebildet ist, anstelle des p-leitenden Topfbereichs 5 der ersten Ausführungsform. In der p-leitenden Epitaxialwachstumsschicht 105 sind der Graben 2 und der n^–-Offset-Abflußbereich 3 gebildet. Als bevorzugtes Beispiel sei angegeben, daß die Verunreinigungskonzentration in der Schicht 105 im Bereich von 2·10¹⁴ cm^–3 bis 2·10¹⁵ cm^–3 liegt.
Gemäß bevorzugter beispielhafter Dimensionierung ist der Graben 2 20 μm breit und 20 μm tief. Gemäß 4 erstrecken sich die Seitenflächen des Grabens 2 rechtwinklig zur Substratoberfläche. Als alternative Ausführungen können die Seitenflächen des Grabens 2 in einem Neigungswinkel von 75° zur Substratoberfläche, wie bei der zweiten Ausführungsform, oder in einem Neigungswinkel von 60° zur Substratoberfläche, wie bei der dritten Ausführungsform, liegen. Wiederum als bevorzugtes Beispiel angegeben, erstrecken sich über den Graben 2 die Steuerelektrode 10 um 5 μm, die Quellenelektrode 12 um 10 μm und die Abflußelektrode 13 um 5 μm. Da außer der Epitaxialwachstumsschicht bei der vierten Ausführungsform die anderen Elementarbestandteile denen der ersten Ausführungsform gleichen, werden zur Bezeichnung der gleichen Elementarbestandteile die gleichen Bezugszeichen verwendet und diese Bestandteile nicht erneut beschrieben.
Das Halbleiterbauteil nach der vierten Ausführungsform zeigt die selben Effekte wie das Halbleiterbauteil nach der ersten Ausführungsform. Es hat zusätzlich das Charakteristikum, daß bei dieser Ausführungsform die Verarmung des Teils des n^–-Offset-Abflußbereichs 3 in der Nachbarschaft der Seitenfläche des Grabens 2 auf der Quellenseite gefördert wird. Aufgrund der Vorteile, die die vierte Ausführungsform aufweist, kann dieser Bereich 3 höher dotiert werden. Das Halbleiter bauteil nach der vierten Ausführungsform ermöglicht also eine erleichterte Reduzierung des Ein-Widerstands pro Flächeneinheit ohne gleichzeitige Verschlechterung der Durchbruchspannung.
Fünfte Ausführungsform
5 zeigt einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauteil nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß 5 enthalten die Schaltungselemente des Halbleiterbauteils nach der fünften Ausführungsform anstelle des p-leitenden Topfbereichs 5 der ersten Ausführungsform einen p-leitenden Topfbereich 205, der den n^–-Offset-Abflußbereich 3 umgibt.
Die Seitenflächen des Grabens 2 erstrecken sich beispielsweise rechtwinklig zur Substratoberfläche, als alternative Ausführungen können sie auch in einem Neigungswinkel von 75° zur Substratoberfläche, wie bei der zweiten Ausführungsform, oder in einem Neigungswinkel von 60° zur Substratoberfläche, wie bei der dritten Ausführungsform, liegen. Gemäß bevorzugter beispielhafter Dimensionierung ist der Graben 2 20 μm breit und 20 μm tief, und erstrecken sich über den Graben 2 die Steuerelektrode 10 um 5 μm, die Quellenelektrode 12 um 10 μm und die Abflußelektrode 13 um 5 μm. Da außer dem Topfbereich 205 bei der fünften Ausführungsform die anderen Elementarbestandteile denen der ersten Ausführungsform gleichen, werden zur Bezeichnung der gleichen Elementarbestandteile die gleichen Bezugszeichen verwendet und diese Bestandteile nicht erneut beschrieben.
Das Halbleiterbauteil nach der fünften Ausführungsform zeigt die selben Effekte wie das Halbleiterbauteil nach der ersten Ausführungsform. Es hat zusätzlich das Charakteristikum, daß bei dieser Ausführungsform die Verarmung des gesamten n^–-Offset-Abflußbereichs 3 gefördert wird. Aufgrund der Vorteile, die die fünfte Ausführungsform aufweist, kann dieser Bereich noch höher dotiert werden. Das Halbleiterbauteil nach der fünften Ausführungsform ermöglicht also eine erleichterte Reduzierung des Ein Widerstands pro Flächeneinheit ohne gleichzeitige Verschlechterung der Durchbruchspannung.
Sechste Ausführungsform
6 zeigt einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauteil nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
Bezugnehmend auf 6, existiert zwischen- den Seitenflächen benachbarter Gräben 2 und 2 auf der Abflußseite nur der n^–-Offset-Abflußbereich 3. Im Gegensatz hierzu gibt es bei der ersten Ausführungsform zwischen den Seitenflächen der benachbarten Gräben 2 und 2 auf der Abflußseite sowohl Teile des n^–-Offset-Abflußbereichs 3 als auch des puren Halbleitersubstrats 1.
Die Seitenfläche des Graben 2 erstreckt sich beispielsweise rechtwinklig zur Substratoberfläche. Als alternative Ausführungen können sie auch Seitenflächen des Grabens 2 in einem Neigungswinkel von 75° zur Substratoberfläche, wie bei der zweiten Ausführungsform, oder in einem Neigungswinkel von 60° zur Substratoberfläche, wie bei der dritten Ausführungsform, liegen.
Gemäß bevorzugter beispielhafter Dimensionierung ist der Graben 2 20 μm breit und 20 μm tief, und erstrecken sich über den Graben 2 die Steuerelektrode 10 um 5 μm, die Quellenelektrode 12 um 10 μm und die Abflußelektrode 13 um 5 μm. Da die Strukturen außer der Struktur unterhalb der Abflußelektrode 13 bei der sechsten Ausführungsform denen der ersten Ausführungsform gleichen, werden zur Bezeichnung der gleichen Elementarbestandteile die gleichen Bezugszeichen verwendet und diese Bestandteile nicht erneut beschrieben.
Das Halbleiterbauteil nach der sechsten Ausführungsform zeigt die selben Effekte wie das Halbleiterbauteil nach der ersten Ausführungsform. Zusätzlich kann bei dieser Ausführungsform die Elemententeilung im Array verkleinert werden, da der n⁺-Abflußbereich 8 schmaler ist, und ist eine Reduzierung des Ein Widerstands pro Flächeneinheit ohne gleichzeitige Verschlechterung der Durchbruchspannung erleichtert.
Siebte Ausführungsform
7 zeigt einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauteil gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß 7 enthält das Halbleiterbauteil nach der siebten Ausführungsform zwischen den Seitenflächen benachbarter Gräben 2 und 2 auf der Abflußseite nur den n^–-Offset-Abflußbereich 3 und enthält außerdem eine im Oberflächenteil des Bereichs 3 in Kontakt mit dem Isolator 4 im Graben 2 gebildete p^–-leitende Schicht 16 zur Erniedrigung des elektrischen Felds. Als bevorzugtes Beispiel sei angegeben, daß in dieser p^–-leitenden Feldschwächungsschicht 16 die Oberflächen-Verunreinigungskonzentration 1·10¹⁶ cm^–3 bis 1·10¹⁷ cm^–3 beträgt.
Gemäß bevorzugter beispielhafter Dimensionierung ist der Graben 2 20 μm breit und 20 μm tief. Die Seitenflächen des Grabens 2 verlaufen beispielsweise rechteckig zur Substratoberfläche, als alternative Ausführungen können sie aber auch in einem Neigungswinkel von 75° zur Substratoberfläche, wie bei der zweiten Ausführungsform, oder in einem Neigungswinkel von 60° zur Substratoberfläche, wie bei der dritten Ausführungsform, liegen. Wiederum als Beispiel angegeben, erstrecken sich über den Graben 2 die Steuerelektrode 10 um 5 μm, die Quellenelektrode 12 um 10 μm und die Abflußelektrode 13 um 5 μm. Da die Strukturen außer der Struktur unterhalb der Abflußelektrode 13 und außer dem Vorsehen der p^–-leitenden Feldschwächungsschicht 16 der siebten Ausführungsform denen der ersten Ausführungsform gleichen, werden zur Bezeichnung der gleichen Elementarbestandteile die gleichen Bezugszeichen verwendet und diese Bestandteile nicht erneut beschrieben.
Das Halbleiterbauteil gemäß der siebten Ausführungsform zeigt die selben Effekte wie die, die das Halbleiterbauelement nach der ersten Ausführungsform aufweist, und zusätzlich die nachfolgend beschriebenen Effekte. 8 stellt ein Verunreinigungsverteilungsprofil entlang einer Schnittlinie A-A in 7, und 9 ein Verunreinigungsverteilungsprofil entlang einer Schnittlinie B-B in 7 dar.
Wie das Verunreinigungsverteilungsprofil nach 8 zeigt, existiert auf der Quellenseite des Grabens 2 eine p^–/n^–/p^–/n^–/p^–-Fünffachschichtstruktur; und wie das Verunreinigungsverteilungsprofil von 9 zeigt, existiert auf der Abflußseite des Grabens 2 eine p^–/n^–/p^–-Dreifachschichtstruktur. Da sich die Verarmungsschichten aufgrund des Effekts des reduzierten elektrischen Oberflächenfelds (RESURF, reduced surface electric field) von den pn-Übergängen in den Mehrfachschichtstrukturen ausdehnen, erleichtern die beschriebenen Mehrfachschichtstrukturen eine hohe Dotierung der die Schichtungsteile bildenden Diffusionsschichten. Der n^–-Offset-Abflußbereich 3 kann also noch höher dotiert werden und erleichtert dadurch das Vermindern des Ein-Widerstands pro Flächeneinheit. Die selben oben beschriebenen Effekte werden in den Halbleiterbauteilen gemäß den vorstehenden Ausführungsformen erzielt. Beispielsweise existieren n^–/p^–/n^–-Dreifachschichtstrukturen auf der Quellenseite und auf der Abflußseite des Grabens 2 im Halbleiterbauteil gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Achte Ausführungsform
10 zeigt einen Querschnitt durch ein erstes Halbleiterbauteil gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß 10 ist das erste Halbleiterbauteil nach der achten Ausführungsform ein lateraler MOSFET vom Grabentyp, der eine Vielzahl von Schaltungselementen enthält, die in einem p-leitenden Substrat 1 gebildet sind. Jedes Schaltungselement enthält einen Graben 2, einen n^–-Offset-Abflußbereich 3, der als Abflußdriftregion wirkt, einen im Graben 2 verdeckten Isolator 4, einen p-leitenden Topfbereich 5, einen p-leitenden Basisbereich 6, einen n⁺-leitenden Quellenbereich 7, einen n⁺-leitenden Abflußbereich 8, einen Steuerregion-Isolierfilm 9, der aus einem Oxid besteht, eine Steuerelektrode 10 aus polykristallinem Silicium, einen Zwischenschicht-Isolierfilm 11, eine Quellenelektrode 12, eine Abflußelektrode 13, einen Passivierungsfilm 14, ein Preßharz 15 und einen als Feldplatte dienenden elektrischen Leiter 21.
Der Graben 2 befindet sich im Oberflächenteil des Substrats 1. Er ist von der Substratoberfläche aus eingegraben und mit dem Isolator 4 gefüllt. Der n^–-Offset-Abflußbereich 3 umgibt den Graben 2. Auf der Quellenseite des Grabens 2 befinden sich der p-leitende Topfbereich 5, der p-leitende Basisbereich 6 und der n⁺-leitende Quellenbereich 7, und auf der Abflußseite des Grabens 2 befindet sich der n⁺-leitende Abflußbereich 8. Die Steuerelektrode 10 auf dem Steuerregion-Isolierfilm 9 erstreckt sich bis über den Graben 2, und auch die Quellenelektrode 12 und die Abflußelektrode 13 auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 11 erstrecken sich bis in den Bereich über dem Graben 2. Der Passivierungsfilm 14 bedeckt die Steuerelektrode 10, die Quellenelektrode 12 und die Abflußelektrode 13. Das Preßharz 15 schützt die gesamte beschriebene Bauteilstruktur. Die insoweit beschriebene Konfiguration ist die gleiche wie die des Halbleitebauteils nach der ersten Ausführungsform. Der elektrische Leiter 21 ist im im Graben 2 überdeckten Isolator 4 so vergraben angeordnet, daß er einen Abstand von der Seitenfläche und von der Bodenfläche des Grabens 2 aufweist. Anders ausgedrückt, hat der elektrische Leiter 21 einen Abstand vom n^–-Offset-Abflußbereich 3. Er ist elektrisch beispielsweise mit der Quellenelektrode 12 über eine Kontakteinrichtung 22 verbunden, die durch den Zwischenschicht-Isolierfilm 11 hindurchgeht.
Gemäß einer bevorzugten beispielhaften Dimensionierung beträgt der spezifische Widerstand des Halbleitersubstrats 1 etwa 100 Ωcm. Der Graben 2 ist 20 μm breit und 20 μm tief. Seine Seitenflächen stehen im rechten Winkel zur Substratoberfläche. Der Leiter 21 besteht beispielsweise aus polykristallinem Silicium. Er ist von der quellenseitigen Seitenfläche des Grabens 2 um etwa 4 μm, von der abflußseitigen Seitenfläche des Grabens 2 um 15 μm und von dessen Bodenfläche um 10 μm entfernt. Die Oberflächen-Verunreinigungskonzentration des n^–-Offset-Bereichs 3 liegt zwischen 5·10¹⁵ cm^–3 und 5·10¹⁶ cm^–3. Der n^–-dotierte Offset-Abflußbereich 3 ist etwa 6 μm tief. Die Erstreckung der Steuerelektrode 10 auf den Graben 2 beträgt 2 μm, die Erstreckung der Quellenelektrode 12 oberhalb des Grabens 2 beträgt 10 μm und die Erstreckung der Abflußelektrode 13 oberhalb des Grabens 2 beträgt 2 μm. Die Durchbruchspannung des wie beschrieben aufgebauten Halbleiterbauteils liegt bei etwa 700 V.
Beim beschriebenen ersten Halbleiterbauteil gemäß der achten Ausführungsform lokalisiert sich das elektrische Feld nicht im Teil des n^–-Offset-Abflußbereichs 3, der in der Nachbarschaft der Seitenfläche des Grabens 2 auf der Quellenseite liegt, da der Teil des n^–-Offset-Abflußbereichs 3 in der Nachbarschaft der Seitenfläche des Grabens 2 auf der Quellenseite aufgrund des Feldplatteneffekts des elektrischen Leiters 21 verarmt ist. Auf der Basis der beschriebenen Dimensionierungen der Elementarbestandteile beträgt die Schaltungselemententeilung etwa 40 μm. Der n^–-Offset-Abflußbereich 3 kann unter Berücksichtigung des Feldplatteneffekts hoch dotiert sein. Insofern ist der Ein-Widerstand pro Flächeneinheit beim ersten Halbleiterbauteil gemäß der achten Ausführungsform etwa halb so hoch wie bei Halbleiterbauteilen nach dem Stand der Technik, und zwar aufgrund der verminderten Elemententeilung und des hoch dotierten n^–-Offset-Abflußbereichs 3.
11 zeigt einen Querschnitt durch ein zweites Halbleiterbauteil gemäß der achten Ausführungsform der Erfindung mit schmalerer Steuerelektrode 10'. Da sich das elektrische Feld aufgrund des durch den elektrischen Leiter 21 gegebenen Feldplatteneffekt nicht lokalisieren kann, ergibt sich dadurch kein Problem, daß sich die Steuerelektrode 10' nicht bis über den Graben 2 erstreckt.
Das in 10 gezeigte erste Halbleiterbauteil nach der achten Ausführungsform wird folgendermaßen hergestellt:
Im Oberflächenteil des Halbleitersubstrats 1 werden der p-leitende Topfbereich 5 und der Graben 2 ausgebildet. Im Graben 2 wird polykristallines Silicium, das mit einer n-Verunreinigung dotiert ist, angeordnet. Durch Diffusion der n-Verunreinigung aus dem polykristallinem Silicium wird der n^–-Offset-Abflußbereich 3 gebildet. Anschließend wird das polykristalline Silicium aus dem Graben 2 durch Ätzen entfernt und wird der Isolator 4 im Graben 2 positioniert. Die insoweit beschriebenen Schritte sind die gleichen wie die bei der Herstellung des Halbleiterbauteils nach der ersten Ausführungsform. Sodann wird im Oberflächenteil des Isolators 4 durch Fotoätztechnik ein weiterer Graben geschaffen, der 1 μm breit und 10 μm tief ist. Dieser Graben wird mit polykristallinem Silicium gefüllt, um den elektrischen Leiter 21 zu bilden.
Es wir der Steuerregion-Isolierfilm 9 gebildet und auf diesem polykristallines Silicium aufgebracht und durch Ätzen des aufgebrachten polykristallinem Siliciums die Steuerelektrode 10 gebildet. Der p-leitende Basisbereich 6 und der n⁺-leitende Quellenbereich 7 werden im Oberflächenteil des p-leitenden Topfbereichs 5 durch Selbstausrichtungstechnik unter Ausnützung des Umfangsteils der Steuerelektrode 10 auf der Quellenseite gebildet. Gleichzeitig hierzu oder unabhängig davon wird im Oberflächenteil des n^–-Offset-Abflußbereichs 3 auf der anderen Seite (Abflußseite) des Grabens 2 der n⁺-Abflußbereich 8 gebildet. Der Zwischenschicht-Isolierfilm 11 wird aufgebracht und durch diesen Film 11 wird ein Kontaktloch gebohrt. Die Quellenelektrode 12 wird dann so ausgebildet, daß sie sich um 10 μm über den Graben 2 erstreckt. Das zum Bilden der Quellenelektrode 12 aufgebrachte Material wird auch in das Kontaktloch gebracht. Die Metallschicht im Kontaktloch bildet die Kontakteinrichtung 22, die die Quellenelektrode 12 mit dem elektrischen Leiter 21 elektrisch verbindet.
Die Abflußelektrode 13 wird so hergestellt, daß sie sich um 2 μm über den Graben 2 erstreckt. Schließlich wir auf der insoweit hergestellten Halbleiterstruktur durch Aufbringung eines Nitridfilms durch Plasmadeposition der Passivierungsfilm 14 gebildet und wird dann die Halbleiterstruktur mit dem darauf angebrachten Passivierungsfilm 14 in einem Preßharz dicht eingeschlossen. Dieses erste Halbleiterbauteil nach der achten Ausführungsform wird dadurch hergestellt, daß man zu den zum Herstellen des konventionellen lateralen DOSFET erforderlichen Schritten noch folgende Schritte hinzufügt: Bilden des Grabens 2, Füllen des Grabens 2 mit dem Isolator 4, Bohren eines Grabens in den Isolator 4 und Füllen des Grabens mit elektrischem Leitermaterial. Das beschriebene erste Halbleiterbauteil gemäß der achten Ausführungsform wird also ohne Anwendung schwieriger Schritte hergestellt.
Die Halbleiterbauteile nach der achten Ausführungsform haben eine hohe Durchbruchspannung von 700 V, da das elektrische Feld in den Halbleiterbauteilen aufgrund des Vorhandenseins des elektrischen Leiters 21, der als Feldplatte wirkt, geschwächt ist. Da der Offset-Abflußbereich 3 aufgrund des Feldplatteneffekts hoch dotiert werden kann, führen diese Bauteile nach der achten Ausführungsform zur Möglichkeit einer Verbesserung des Kompromißverhältnisses zwischen der Durch bruchspannung und dem Ein-Widerstand pro Flächeneinheit. Gemäß der achten Ausführungsform erhält man ohne wesentliche Ausweitung der Herstellungsschritte ein Halbleiterbauteil mit hoher Durchbruchspannung von 700 V. Da der Abstand zwischen der Quellenelektrode 12 und der Abflußelektrode 13 über dem Graben 2 auf 5 μm erniedrigt ist, können die Ionen im Preßharz 15 den n^–-Offset-Abflußbereich 3 nicht beeinträchtigen.
12 zeigt einen Querschnitt durch ein drittes Halbleiterbauteil gemäß der achten Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau diese Halbleiterbauteils ist im wesentlichen der gleiche wie der des zweiten Halbleiterbauteils der achten Ausführungsform, es sind nur die Parameter der Elementarbestandteile geändert.
Im einzelnen liegt der spezifische Widerstand des Substrats 1 um 100 Ωcm. Der Graben 2 ist 10 μm breit und 25 μm tief. Die Seitenflächen des Grabens 2 verlaufen im rechten Winkel zur Substratoberfläche. Der elektrische Leiter 21 hat von der Seitenfläche des Grabens 2 auf der Quellenseite einen Abstand von etwa 2 μm, von der Seitenfläche des Grabens 2 auf der Abflußseite von 7 μm und von der Bodenfläche des Grabens 2 von ungefähr 15 μm. Die Oberflächen-Verunreinigungskonzentration des n^–-Offset-Abflußbereichs 3 zwischen 5·15 cm^–3 und 5·16 cm^–3. Dieser Bereich 3 ist etwa 6 μm tief. Über den Graben 2 erstrecken sich die Steuerelektrode 10 um etwa 1 μm, die Quellenelektrode 12 um 5 μm und die Abflußelektrode 13 um 4 μm. Die Durchbruchspannung des in der beschriebenen Weise aufgebauten Halbleiterbauteils beträgt etwa 700 V. Die Elemententeiltung beträgt 30 μm. Das dritte Halbleiterbauteil der achten Ausführungsform erleichtert also die Reduzierung des Ein-Widerstands pro Flächeneinheit auf ein Drittel im Vergleich zum konventionellen lateralen MOSFET, ohne daß hierdurch die Durchbruchspannung von 700 V verschlechtert würde.
Neunte Ausführungsform,
13 zeigt einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauteil gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß 13 existiert zwischen den Seitenflächen benachbarter Gräben 2 und 2 auf der Abflußseite nur der n^–-Offset-Abflußbereich 3. Im Gegensatz hierzu gibt es bei der achten Ausführungsform zwischen den Seitenflächen der benachbarten Gräben 2 und 2 auf der Abflußseite im Halbleiterbauteil den Bereich 3 und das Substrat 1.
Der Graben 2 ist beispielsweise 10 μm breit un 25 μm tief. Seine Seitenflächen sind beim dargestellten Beispiel im rechten Winkel zur Substratoberfläche angeordnet. Der elektrische Leiter 21 hat von der Seitenfläche des Grabens 2 auf der Quellenseite einen Abstand von 2 μm, von der Seitenfläche auf der Abflußseite von 7 μm und von der Bodenfläche des Grabens 2 von 10 μm. Die Steuerelektrode 10 erstreckt sich beim beschriebenen Beispiel um 1 μm über den Graben 2, desgleichen die Quellenelektrode um 5 μm und die Abflußelektrode 13 um 4 μm. Da die Strukturen mit Ausnahme der Strukturen unterhalb der Abflußelektrode 13 des Halbleiterbauteils gemäß der neunten Ausführungsform die gleichen wie die des Halbleiterbauteils nach der achten Ausführungsform sind, werden gleiche Bezugszeichen wie zur Beschreibung der achten Ausführungsform verwendet, und die entsprechenden Teile werden nicht erneut beschrieben.
Das Halbleiterbauteil nach der neunten Ausführungsform zeigt die selben Effekte wie die nach der achten Ausführungsform und ergibt zusätzlich noch die folgenden Effekte:
Wenn zwei Schaltungselemente Seite an Seite spiegelsymmetrisch angeordnet sind, liegt der Teil des n^–-Offset-Abflußbereichs 3 unter dem n⁺-Abflußbereich 8 zwischen den beiden Gräben 2 und 2. Die elektrischen Leiter 21, 21, die als Feldplatten wirken, sind elektrisch mit den jeweiligen Quellenelektroden 12 bzw. 12 verbunden. Aufgrund der beschriebenen Konfiguration wird der Teil des n^–-Offset-Abflußbereichs 3, der unter dem n⁺-Abflußbereich 8 liegt, von seinen beiden Seiten her verarmt. Da der Teil des n^–-Offset-Abflußbereichs 3, der unter dem n⁺-Abflußbereich 8 liegt, aufgrund des beschriebenen Mechanismus stärker dotiert werden kann, wird der Ein Widerstand weiter reduziert. Die Expansion der Verarmungsschicht wird auch im Teil des n^–-Offset-Abflußbereichs 3 auf der Quellenseite erleichtert und somit kann der Teil des n^–-Offset-Abflußbereichs 3 auf der Quellenseite stärker dotiert werden.
Zehnte Ausführungsform
14 zeigt einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauteil nach einer zehnten Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß 14 umfaßt das einzelne Schaltungselement des Halbleiterbauteils gemäß der zehnten Ausführungsform einen elektrischen Leiter 121 in Trapezoidform, der als Feldplatte anstelle des bei der achten Ausführungsform als Feldplatte dienenden elektrischen Leiters 21 dient. Der trapezoidale elektrische Leiter 121 ist so gestaltet, daß sein unterseitiges Ende schmaler ist. Beispielsweise ist der Graben 20 μm breit und 20 μm tief, und erstrecken sich seine Seitenflächen rechtwinklig zur Substratoberfläche. Das obere Ende des Leiters 121 hat dann von der Seitenfläche des Grabens 2 auf der Quellenseite einen Abstand von 2 μm und von der Seitenfläche des Grabens 2 auf der Abflußseite einen Abstand von 13 μm. Das untere Ende des Leiters 121 hat von der quellenseitigen Seitenfläche des Grabens 2 einen Abstand von 4 μm, und der Leiter hat einen Abstand von 10 μm von der Bodenfläche des Grabens 2. Beim dargestellten Beispiel erstrecken sich über den Graben 2 die Steuerelektrode 10 um 2 μm, die Quellenelektrode 12 um 10 μm und die Abflußelektrode 13 um 5 μm. Da die Strukturen außer dem elektrischen Feldplattenleiter bei der zehnten Ausführungsform die gleichen sind wie bei der achten Ausführungsform, bezeichnen gleiche Bezugszeichen bei der Beschreibung der achten und zehnten Ausführungsform gleiche Teile, und diese werden nicht erneut beschrieben.
Das Halbleiterbauteil nach der zehnten Ausführungsform zeigt die gleichen Effekte wie das Halbleiterbauteil nach der achten Ausführungsform. Zusätzlich erleichtert der elektrische Leiter 121, der nach unten zu schmaler wird, die Schwächung des elektrischen Felds im quellenseitigen Umfangsteil des n^–-Offset-Abflußbereichs 3.
Elfte Ausführungsform
15 zeigt einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauteil gemäß einer elften Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß 15 enthält das Halbleiterbauteil nach der elften Ausführungsform zusätzlich zu den Elementarbestandteilen beim Halbleiterbauteil nach der achten Ausführungsform im Isolator 4, der den Graben 2 füllt, noch einen zweiten elektrischen Leiter 31. Dieser wirkt als Feldplatte und ist elektrisch mit der Abflußelektrode 13 über eine zweite Kontakteinrichtung 32 verbunden. Der Graben 2 ist beim dargestellten Beispiel 20 μm breit und 20 μm tief, seine Seitenflächen erstrecken sich rechtwinklig zur Substratoberfläche und der mit der Quellenelektrode 12 verbundene elektrische Leiter 21 ist von der quellenseitigen Grabenseite 4 μm und vom Grabenboden 10 μm entfernt.
Der elektrische Leiter 31, der als zweite Feldplatte wirkt, hat von der Seitenfläche des Grabens 2 auf der Abflußseite eine Abstand von 4 μm und von der Graben-Bodenfläche eine Abstand von 10 μm. Der gegenseitige Abstand der Leiter 21 und 31 beträgt 10 μm. Die Steuerelektrode 10 erstreckt sich um 2 μm über den Graben 2, die Quellenelektrode 12 um 10 μm und die Abflußelektrode 13 um 5 μm. Da die Strukturen mit Ausnahme des Vorsehen des zweiten elektrischen Leiters bei der elften Ausführungsform die gleichen sind wie die bei der achten Ausführungsform, sind in der Beschreibung dieser beiden Ausführungsbeispiele gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet und diese werden nicht erneut beschrieben.
Das Halbleiterbauteil gemäß der elften Ausführungsform zeigt die selben Effekte wie das Halbleiterbauteil nach der achten Ausführungsform. Zusätzlich erleichtert der zweite elektrische Leiter 31, der mit der Abflußelektrode 13 elektrisch verbunden ist, die Schwächung des elektrischen Felds im Umfangsteil des n⁺-Abflußbereichs 8.
Zwölfte Ausführungsform
16 zeigt einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauteil gemäß einer zwölften Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß 16 enthält das Halbleiterbauteil nach der zwölften Ausführungsform zusätzlich zu den Elementarbestandteilen beim Halbleiterbauteil nach der achten Ausführungsform im Isolator 4, der den Graben 2 füllt, noch einen dritten elektrischen Leiter 23. Dieser wirkt als Feldplatte und ist elektrisch mit der Quellenelektrode 12 über eine dritte Kontakteinrichtung 24 verbunden. Allgemein dargestellt, enthält das Halbleiterbauteil nach der zwölften Ausführungsform eine Mehrzahl von elektrischen Leitern (in 16 zwei), die mit der Quellenelektrode 12 verbunden sind und als Feldplatten wirken. Der elektrische Leiter 21, der näher als der Leiter 23 auf der Quellenseite positioniert ist, hat vom Boden des Grabens 2 einen größeren Abstand. Beim dargestellten Beispiel ist der Graben 2 20 μm breit und 20 μm tief und verlaufen seine Seitenflächen rechtwinklig zur Substratoberfläche.
Der mit der Quellenelektrode 12 verbundene elektrische Leiter 21 ist 1 μm von der quellenseitigen Seitenfläche des Grabens 2 und 15 μm von der Bodenfläche des Grabens 2 entfernt. Der mehr mittig im Graben 2 angeordnete dritte elektrische Leiter 23 ist von der abflußseitigen Grabenseite 16 μm und von der Grabenbodenfläche 8 μm entfernt. Über den Graben 2 erstrecken sich die Steuerelektrode 10 um 1 μm, die Quellenelektrode 12 um 10 μm und die Abflußelektrode 13 um 5 μm. Da die Strukturen mit Ausnahme des Vorsehen des dritten elektrischen Leiters bei der zwölfte Ausführungsform die gleichen sind wie die bei der achten Ausführungsform, sind in der Beschreibung dieser beiden Ausführungsbeispiele gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet und diese werden nicht erneut beschrieben.
Das Halbleiterbauteil nach der zwölften Ausführungsform ergibt die selben Effekte wie das der achten Ausführungsform. Zusätzlich ist, da die doppelte Feldplattenstruktur aus den elektrischen Leitern 21 und 23 die Positionierung der ersten Feldplatte (des elektrischen Leiters 21) in der Nähe der Seitenfläche des Grabens 2 auf der Quellenseite erleichtert, das elektrische Feld auf der Quellenseite und auf der Abflußseite effektiv geschwächt.
Dreizehnte Ausführungsform
17 zeigt einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauteil gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß 17 sind beim Halbleiterbauelement nach der dreizehnten Ausführungsform der elektrische Leiter 21 und die Kontakteinrichtung 22 der achten Ausführungsform weggelassen und ist ein als Feldplatte wirkender elektrischer Leiter 221 im Isolator 4, der den Graben 2 füllt, versenkt. Der Leiter 221 ist elektrisch mit der Steuerelektrode 10 verbunden. Wiederum als bevorzugte beispielhafte Angabe ist der Graben 20 μm breit und 20 μm tief und verlaufen seine Seitenflächen im rechten Winkel zur Substratoberfläche. Der Leiter 221 ist von der quellenseitigen Grabenseitenfläche um 4 μm, von der abflußseitigen Grabenseitenfläche um 15 μm und von der Grabenbodenfläche um 10 μm beabstandet. Auf bzw über den Graben erstrecken sich die Steuerelektrode 10 um 2 μm, die Quellenelektrode 12 um 10 μm und die Abflußelektrode 13 um 5 μm.
Da die Strukturen mit Ausnahme des Vorsehen des mit der Steuerelektrode verbundenen elektrischen Leiters bei der dreizehnten Ausführungsform die gleichen sind wie die bei der achten Ausführungsform, sind in der Beschreibung dieser beiden Ausführungsbeispiele gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet und diese werden nicht erneut beschrieben. Bei der Herstellung des Halbleiterbauteils nach der dreizehnten Ausführungsform wird der elektrische Leiter 221 gleichzeitig mit der Steuerelektrode 10 hergestellt, indem man das polykristalline Silicon zum Bilden der Steuerelektrode 10 auch in einen in den Isolator 4, der den Graben 2 füllt, eingebrachten Graben einfüllt.
Das Halbleiterbauteil nach der dreizehnten Ausführungsform zeigt den selben Effekt wie das der achten Ausführungsform und ergibt darüber hinaus den Vorteil, daß, da der aus polykristallinem Silicium bestehende elektrische Leiter 221 gleichzeitig mit der Steuerelektrode 10 hergestellt wird, kein weiterer Schritt zur Bildung des Leiters 221 hinzugefügt werden muß. Das Bauteil nach der dreizehnten Ausführungsform erleichtert also eine Vereinfachung des Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen Halbleiterbauteils.
Die Erfindung wurde zwar anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, jedoch ergeben sich für den Fachmann offensichtliche Änderungs- und Modifikationsmöglichkeit, die jedoch den Umfang der Erfindung nicht verlassen. Die Erfindung wird also nicht durch die speziellen Ausführungsbeispiele definiert, sondern durch die anhängenden Ansprüche.
Beispielsweise kann eine der Halbleiterstrukturen gemäß der ersten bis siebten Ausführungsform kombiniert werden mit einer der Halbleiterstrukturen nach der achten bis dreizehnten Ausführungsform. Bei den Ausführungsformen Nr. 1 bis 7 müssen die Seitenflächen der Gräben nicht immer unter 60°, 75° oder 90° zur Substratoberfläche liegen. Als Alternativen können die Seitenflächen des Grabens jeden beliebigen Winkel zwischen 30° und 90° annehmen.
Durch die Erfindung werden die folgenden Effekte erzielt: Da im Rahmen der Erfindung die Quellenelektrode und die Abflußelektrode als Feldplatten wirken, wird das elektrische Feld innerhalb des Halbleiterbauteils erleichtert und hierdurch die Durchbruchspannung erhöht. Da der Offset-Abflußbereich aufgrund des Feldplatteneffekts hoch dotiert werden kann, ist das einen Kompromiß darstellende Verhältnis zwischen der Durchbruchspannung und dem Ein-Widerstand pro Flächeneinheit verbessert. Da der Abstand zwischen der Quellenelektrode und der Abflußelektrode über dem Graben verengt ist, können die Ionen im Preßharz die Bauteilcharakteristiken nicht nachteilig beeinflussen. Und da das erfindungsgemäße Halbleiterbauteil hergestellt wird, indem man zu den Schritten der Herstellung von bekannten lateralen DMOSFETs die Schritte der Bildung des Grabens und seines Füllens mit dem Isolator hinzufügt, wird eine Halbleiterstruktur zum Bilden eines lateralen MOSFETs des Grabentyps geschaffen, der eine hohe Durchbruchspannung von wenigstens 200 V aufweist und ohne erhebliche Ausweitung der Herstellungsschritte herstellbar ist.
Da gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung der im Isolator, der den Graben füllt, versenkte Leiter als Feldplatte wirkt, ist die Durchbruchspannung im Sperrzustand des Bauteils verbessert. Da der Offset-Abflußbereich aufgrund des Vorsehen der Feldplatte stark dotiert werden kann, ist das Kompromiß-Verhältnis zwischen der Durchbruchspannung und dem Ein-Widerstand per Flächeneinheit verbessert. Da das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement dadurch hergestellt wird, daß man zu den Schritten der Herstellung des konventionellen lateralen DMOSFETs die Schritte hinzufügt, den Graben zu bilden, ihn mit einem Isolator zu füllen, im Isolator einen Graben zu bilden und diesen Graben mit einem elektrischen Leiter zu füllen, kann eine Halbleiterstruktur zum Bilden eines lateralen MOSFETs des Grabentyps mit einer hohen Durchbruchspannung von wenigstens 200 V erhalten werden, ohne daß die Herstellungsschritte in großem Umfang ausgeweitet werden müßten.

Claims

Halbleiterbauteil, umfassend: – ein Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitfähigkeitstyps; – eine Mehrzahl von Schaltungseinheiten im Halbleitersubstrat; wobei jede der Schaltungseinheiten umfasst: – einen Quellenbereich (7) eines zweiten Leitfähigkeitstyps in einem Oberflächenteil des Halbleitersubstrats; – einen Abflussbereich (8) des zweiten Leitfähigkeitstyps in einem Oberflächenteil des Halbleitersubstrats mit Abstand vom Quellenbereich; – einen Graben (102, 202), der sich von der Oberfläche des Halbleitersubstrats in dieses zwischen dem Quellenbereich und dem Abflussbereich und in Abstand vom Quellenbereich hineinerstreckt und einen Neigungswinkel seiner Seitenflächen zwischen 30° und kleiner 90° zur Oberfläche des Halbleitersubstrats hat; – einen Isolator (4) im Graben; – einen Abfluss-Driftbereich (3) des zweiten Leitfähigkeitstyps, der die Seitenflächen und die Bodenfläche des Grabens umgibt und einen Abstand vom Quellenbereich hat; – einen Steuerregion-Isolierfilm (9) auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats zwischen dem Quellenbereich und dem Abfluss-Driftbereich; – eine Steuerelektrode (10) auf dem Steuerregion-Isolierfilm, wobei die Steuerelektrode sich bis über den Graben fortsetzt; – eine Quellenelektrode (12), die elektrisch mit dem Quellenbereich verbunden ist; und – eine Abflusselektrode (13), die elektrisch mit dem Abflussbereich verbunden ist, wobei die Quellenelektrode (12) und die Abflusselektrode (13) sich bis über den Graben fortsetzen.
Halbleiterbauteil, umfassend: – ein Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitfähigkeitstyps; – eine Mehrzahl von Schaltungseinheiten im Halbleitersubstrat; wobei jede der Schaltungseinheiten umfasst: – einen Quellenbereich (7) eines zweiten Leitfähigkeitstyps in einem Oberflächenteil des Halbleitersubstrats; – einen Abflussbereich (8) des zweiten Leitfähigkeitstyps in einem Oberflächenteil des Halbleitersubstrats mit Abstand vom Quellenbereich; einen Graben (2), der sich von der Oberfläche des Halbleitersubstrats in dieses zwischen dem Quellenbereich und dem Abflussbereich und in Abstand vom Quellenbereich hineinerstreckt; – einen Isolator (4) im Graben; – einen ersten elektrischen Leiter (21, 121, 221), der im Isolator gebildet ist, als erste Feldplatte wirkt und von der Seitenfläche und der Bodenfläche des Grabens einen Abstand aufweist; – einen Abfluss-Driftbereich (3) des zweiten Leitfähigkeitstyps, der die Seitenfläche und die Bodenfläche des Grabens umgibt und einen Abstand vom Quellenbereich hat; – einen Steuerregion-Isolierfilm (9) auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats zwischen dem Quellenbereich und dem Abfluss-Driftbereich; – eine Steuerelektrode (10) auf dem Steuerregion-Isolierfilm; – eine Quellenelektrode (12), die elektrisch mit dem Quellenbereich verbunden ist; – eine Abflusselektrode (13), die elektrisch mit dem Abflussbereich verbunden ist.
Halbleiterbauteil, umfassend: – ein Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitfähigkeitstyps; – eine Mehrzahl von Schaltungseinheiten im Halbleitersubstrat; wobei jede der Schaltungseinheiten umfasst: – einen Quellenbereich (7) eines zweiten Leitfähigkeitstyps in einem Oberflächenteil des Halbleitersubstrats; – einen Abflussbereich (8) des zweiten Leitfähigkeitstyps in einem Oberflächenteil des Halbleitersubstrats mit Abstand vom Quellenbereich; – einen Graben (2), der sich von der Oberfläche des Halbleitersubstrats in dieses zwischen dem Quellenbereich und dem Abflussbereich und in Abstand vom Quellenbereich hineinerstreckt und einen Neigungswinkel seiner Seitenflächen zwischen 30° und 90° zur Oberfläche des Halbleitersubstrats hat; – einen Isolator (4) im Graben; – einen ersten elektrischen Leiter (21, 121, 221), der im Isolator gebildet ist, als erste Feldplatte wirkt und von der Seitenfläche und der Bodenfläche des Grabens einen Abstand aufweist; – einen Abfluss-Driftbereich (3) des zweiten Leitfähigkeitstyps, der die Seitenflächen und die Bodenfläche des Grabens umgibt und einen Abstand vom Quellenbereich hat; – einen Steuerregion-Isolierfilm (9) auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats zwischen dem Quellenbereich und dem Abfluss-Driftbereich; – eine Steuerelektrode (10) auf dem Steuerregion-Isolierfilm; – eine Quellenelektrode (12), die elektrisch mit dem Quellenbereich verbunden ist; und – eine Abflusselektrode (13), die elektrisch mit dem Abflussbereich verbunden ist.
Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Schaltungselement weiterhin einen Basisbereich (6) des ersten Leitfähigkeitstyps umfasst, der den Quellenbereich (7) umgibt.
Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Schaltungselement weiterhin eine Epitaxialwachstumsschicht (105) des ersten Leitfähigkeitstyps umfasst, die den Abflussdriftbereich (3) umgibt.
Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Schaltungselement weiterhin einen Topfbereich (5) des ersten Leitfähigkeitstyps umfasst, der den Abflussdriftbereich (3) umgibt.
Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Schaltungselement weiterhin eine das elektrische Feld schwächende Schicht (16) des ersten Leitfähigkeitstyps zwischen dem Abflussdriftbereich (3) und dem Isolator (4) im Graben (2) umfasst.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 2 oder einem der auf Anspruch 2 rückbezogenen Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektrische Leiter (12, 121), der als Feldplatte wirkt, elektrisch mit der Quellenelektrode (12) verbunden ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 2 oder einem der auf Anspruch 2 rückbezogenen Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektrische Leiter (221), der als Feldplatte wirkt, elektrisch mit der Steuerelektrode (4) verbunden ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 8 der 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (4) zwischen dem ersten elektrischen Leiter (21, 121, 221) und der Seitenfläche des Grabens (2) auf der Quellenseite dünner ist als zwischen dem ersten elektrischen Leiter und der Bodenfläche des Grabens, und dass der Isolator zwischen dem ersten elektrischen Leiter und der Bodenfläche des Grabens dünner ist als zwischen dem ersten elektrischen Leiter und der Seitenfläche des Grabens auf der Abflussseite.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Isolators zwischen dem ersten elektrischen Leiter (121) und der Seitenfläche des Grabens (2) auf der Quellenseite zum Boden des Grabens zu zunimmt.
Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Schaltungselement weiterhin einen zweiten elektrischen Leiter (31) im Isolator (4) auf der Abflussseite umfasst, wobei dieser zweite Leiter als zweite Feldplatte wirkt, von der Seitenfläche des Grabens (2), von der Bodenfläche des Grabens und vom ersten elektrischen Leiter einen Abstand aufweist und elektrisch mit der Abflusselektrode (13) verbunden ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 2 oder einem der auf Anspruch 2 rückbezogenen Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Schaltungselement weiterhin einen oder mehrere elektrische Leiter (23) im Isolator (4) umfasst, die voneinander getrennt sind, von denen jeder als Feldplatte wirkt und die von der Seitenfläche des Grabens (2), von der Bodenfläche des Grabens und vom ersten elektrischen Leiter (21) einen Abstand einhalten, wobei der näher an der Seitenfläche des Grabens positionierte elektrische Leiter (21) einen grösseren Abstand von der Bodenfläche des Grabens aufweist als der näher am Zentrum des Grabens positionierte Leiter (23).
Halbleiterbauteil nach Anspruch 2 oder einem der auf Anspruch 2 rückbezogenen Ansprüche 3 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektrische oder die elektrischen Leiter (21, 121, 221) aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen, das in einem zweiten Graben oder in zweiten Gräben eingesetzt ist, die durch Ätzen im Isolator (4) gebildet sind.