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Herstellungsverfahren für Randstrukturen bei Verwendung der UHEI2

IP.com Disclosure Number: IPCOM000009560D
Original Publication Date: 2002-Oct-25
Included in the Prior Art Database: 2002-Oct-25
Document File: 1 page(s) / 48K

Publishing Venue

Siemens

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Juergen Carstens: SUBMITTER

Abstract

Hochvoltleistungstransistoren finden eine immer weiter verbreitete Anwendung. Diese können einer-seits mittels Mehrfachepitaxie hergestellt werden. Ein alternatives Herstellverfahren eines Transistors mit Kompensationsprinzip verwendet statt der Mehrfachepitaxie nur noch eine einzige dotierte Epita-xieschicht. Die Säulen des anderen Leitfähigkeitstyps werden über eine Ultrahochenergieimplantation (UHEI2) mit anschließender Ausdiffusion erzeugt. Die Maskierung einer solchen Ultrahochenergieim-plantation erfolgt über eine Hartmaske. Je nach Anzahl der Implantationsenergien wird eine Anzahl von scheibenförmigen Gebieten des Dotierstoffes erzeugt. Aufgrund des Flankenwinkels der Hart-maske verteilt sich ein nicht unerheblicher Teil der implantierten Atome im Randgebiet der Maskenöff-nung gleichförmig zwischen der Zieltiefe der Implantation und der Waferoberfläche. Da die vertikale Verteilung des Dotierstoffes das Durchbruchverhalten des Bauelements wesentlich mitbestimmt, wird diese zusätzliche Dosis bei der Abstimmung der Dotierung mit berücksichtigt. Die Dosis des implantierten scheibenförmigen Gebietes ist proportional zur Fläche der Maskenöff-nung. Die additive Dotierung durch den Flankeneffekt ist in erster Näherung proportional zum Umfang der Maskenöffnung. Liegen nun im Randbereich des Bauelements kleinere Maskenöffnungen vor als im aktiven Teil des Transistors, bedeutet dies ein unterschiedliches Verhältnis zwischen Zieldotierung und additiver Dotierung in Zellenfeld und Randbereich. Die Abstimmung zwischen der zusätzlichen durch den Flankenwinkel der Hartmaske bedingten Dosis und der durch die Öffnungen implantierten Dosis kann folglich nicht gleichzeitig für den aktiven Teil des Bauelements und für den Rand optimiert werden. Das neue Verfahren ermöglicht ein Randschlußkonzept ähnlich einer VLD-Struktur. Dabei wird aus-genutzt, dass bei der Herstellung Stencilmaske die Trenchätzrate maßgeblich von der Trenchöffnung beeinflußt wird, d.h. Trenche mit einer kleinen Öffnung haben eine niedrigere Ätzrate. Die Implantati-onstiefe und Implantationsdosis läßt sich somit über die Trenchöffnung in der Weise beeinflussen, dass eine geeignete Feldverteilung am Rand eingestellt werden kann. Durch eine zum Rand hin ab-nehmende Trenchtiefe kann bei geeignetem Abstand der Trenche der Krümmungsradius der Feldli-nien für eine maximale Durchbruchspannung optimiert werden. Vorteilhaft dieses Verfahrens ist, dass die erzielte Durchbruchspannung nur noch zu einem geringen Teil von den oberflächennahen Dosisanteilen bedingt durch den additiven Anteil der implantierten Dosis durch die Flankenbereiche der Maskenöffnung abhängig ist.

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S

© SIEMENS AG 2002 file: 2002J12142.doc page: 1

Herstellungsverfahren für Randstrukturen bei Verwendung der UHEI2

Idea: Dr. Uwe Wahl, DE-München; Armin Willmeroth, DE-München

Hochvoltleistungstransistoren finden eine immer weiter verbreitete Anwendung. Diese können einer- seits mittels Mehrfachepitaxie hergestellt werden. Ein alternatives Herstellverfahren eines Transistors mit Kompensationsprinzip verwendet statt der Mehrfachepitaxie nur noch eine einzige dotierte Epita- xieschicht. Die Säulen des anderen Leitfähigkeitstyps werden über eine Ultrahochenergieimplantation (UHEI2) mit anschließender Ausdiffusion erzeugt. Die Maskierung einer solchen Ultrahochenergieim- plantation erfolgt über eine Hartmaske. Je nach Anzahl der Implantationsenergien wird eine Anzahl von scheibenförmigen Gebieten des Dotierstoffes erzeugt. Aufgrund des Flankenwinkels der Hart- maske verteilt sich ein nicht unerheblicher Teil der implantierten Atome im Randgebiet der Maskenöff- nung gleichförmig zwischen der Zieltiefe der Implantation und der Waferoberfläche. Da die vertikale Verteilung des Dotierstoffes das Durchbruchverhalten des Bauelements wesentlich mitbestimmt, wird diese zusätzliche Dosis bei der Abstimmung der Dotierung mit berücksichtigt.

Die Dosis des implantierten scheibenförmigen Gebietes ist proportional zur Fläche der Maskenöff- nung. Die additive Dotierung durch den Flankeneffekt ist in erster Näherung proportional zum Umfang der Maskenöffnung. Liegen nun im Randbereich...