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Strukturierung von n- und p-Gebieten und deren Kontaktierung entlang der Trenchseitenwand

IP.com Disclosure Number: IPCOM000009994D
Published in the IP.com Journal: Volume 2 Issue 11 (2002-11-25)
Included in the Prior Art Database: 2002-Nov-25
Document File: 8 page(s) / 83K

Publishing Venue

Siemens

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Juergen Carstens: CONTACT

Abstract

Bei der Entwicklung neuer Generationen von DMOS-Leistungstransistoren spielt hauptsaechlich die Verringerung des spezifischen Einschaltwiderstandes Ron·A eine immer groessere Rolle. Dazu werden normalerweise die geometrischen Abmessungen des Transistors so optimiert, dass der Flaechenbe-darf auf der Waferscheibe pro Kanalweite minimiert wird. Ein wesentlicher Schritt dabei ist bislang, von planaren Konzepten mit grossem Flaechenbedarf auf vertikale Trench-Konzepte mit deutlich ver-ringertem Flaechenbedarf umzusteigen Es wird vorgeschlagen, das Bodygebiet, das Sourcegebiet und den Sourcekontakt selbstjustiert zum Gatepolyrecess auszufuehren. Dabei wird das Bodygebiet mittels Trenchseitenwandimplantion und anschliessendem Drive realisiert, das Sourcegebiet wird mittels eines Belegungsprozesses mit an-schliessender seitlicher Eindiffusion durch die Trenchseitenwand (geringes Temperaturbudget) ver-wirklicht. Es besteht die Moeglichkeit, das Bodygebiet, das Sourcegebiet und die beiden Source- und Bodykontakte auf engstem Raume (z.B. einer nur rund 300nm breiten Si-Mesa) auszubilden. In einer weiteren Ausfuehrungsform koennen mehrere n und p-Gebiete entlang der Trenchseitenwand in be-liebiger Ausdehnung und Anzahl erzeugt und unter Verwendung mehrerer Elektroden im Trench auch einzeln kontaktiert werden. Als moeglicher selbstjustierter Prozess wird in den Abbildungen 2 – 11 folgender Prozessflow vorge-schlagen:

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Strukturierung von n- und p-Gebieten und deren Kontaktierung entlang der Trenchseitenwand

Idea: Dr. Markus Zundel, DE-Muenchen

Bei der Entwicklung neuer Generationen von DMOS-Leistungstransistoren spielt hauptsaechlich die Verringerung des spezifischen Einschaltwiderstandes Ron·A eine immer groessere Rolle. Dazu werden normalerweise die geometrischen Abmessungen des Transistors so optimiert, dass der Flaechenbe- darf auf der Waferscheibe pro Kanalweite minimiert wird. Ein wesentlicher Schritt dabei ist bislang, von planaren Konzepten mit grossem Flaechenbedarf auf vertikale Trench-Konzepte mit deutlich ver- ringertem Flaechenbedarf umzusteigen

Es wird vorgeschlagen, das Bodygebiet, das Sourcegebiet und den Sourcekontakt selbstjustiert zum Gatepolyrecess auszufuehren. Dabei wird das Bodygebiet mittels Trenchseitenwandimplantion und anschliessendem Drive realisiert, das Sourcegebiet wird mittels eines Belegungsprozesses mit an- schliessender seitlicher Eindiffusion durch die Trenchseitenwand (geringes Temperaturbudget) ver- wirklicht. Es besteht die Moeglichkeit, das Bodygebiet, das Sourcegebiet und die beiden Source- und Bodykontakte auf engstem Raume (z.B. einer nur rund 300nm breiten Si-Mesa) auszubilden. In einer weiteren Ausfuehrungsform koennen mehrere n und p-Gebiete entlang der Trenchseitenwand in be- liebiger Ausdehnung und Anzahl erzeugt und unter Verwendung mehrerer Elektroden im Trench auch einzeln kontaktiert werden.

Als moeglicher selbstjustierter Prozess wird in den Abbildungen 2 - 11 folgender Prozessflow vorge- schlagen:

Abb. 1: Legende zu den folgenden Abbildungen

Legende: Metall Bodykontakt Source(kontakt) Belegung(PSG) Body Poly Oxid

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In Abbildung 2 ist die Situation nach Trenchaetzung, Bildung von Oxid im Trench, Verfuellung der Trenches mit Polysilizium, Polysilizium-Recess-Aetzung dargestellt.

Abbildung 2:

In Abbildung 3 ist das Oxid ebenfalls bis auf das Polysiliziumniveau herab entfernt. Hier ergibt sich derjenige Punkt, an dem sowohl Body als auch Source gemeinsam selbstjustiert werden. Vorteil: Body und Sourcegebiete (und damit auch die Kanallaenge) sind von der Recesstiefe unabhaengig.

Abbildung 3:

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In Abbildung 4 wird der Body unter grossem Tilt in die Seitenwand und die Mesa implantiert.

Abbildung 4:

In Abbildung 5 wurde die Body-Implantation ausgetrieben.

Abbildung 5:

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In Abbildung 6 wird eine hochdotierte Belegungsschicht (z.B. PSG) abgeschieden und auf einen ge- wuenschten Recess im Trench zurueckgeaetzt (Belegungsschicht verbleibt au...