Browse Prior Art Database

Adaptives Verfahren zur Erstellung des Kompensationsgrads bei Kompensationsbauelementen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000011921D
Published in the IP.com Journal: Volume 3 Issue 4 (2003-04-25)
Included in the Prior Art Database: 2003-Apr-25
Document File: 1 page(s) / 51K

Publishing Venue

Siemens

Related People

Juergen Carstens: CONTACT

Abstract

Eine Weiterentwicklung des Kompensationsprinzips haengt im wesentlichen von einer moeglichst genauen Beherrschung des Kompensationsgrads ab. Wie man empirisch zeigen kann, ist das Produkt aus RDSon-Gewinn und damit Shrink- bzw. Kosteneinsparungspotential und zulaessigen Fertigungstoleranzen konstant. Dies bedeutet, dass zur weiteren Reduktion des Einschaltwiderstands pro Flaeche um beispielsweise Faktor 5 die Toleranzen ebenfalls um Faktor 5 zurueckgehen muessen. Das heutige Konzept besteht darin, die zu den gesamten Fertigungstoleranzen beitragenden Einzelprozessschwankungen jede fuer sich moeglichst genau zu optimieren. Es wird also die Menge der eingebrachten p-Dotierung und die Menge der eingebrachten n-Dotierung separat kontrolliert. Die Bauelementeigenschaften haengen jedoch neben der Absoluthoehe der Dotierung vor allem von der Differenz der eingebrachten p- und n-Dotierung ab. Erst am fertigen Produkt wird durch Messung der im Datenblatt spezifizierten elektrischen Parameter verifiziert, ob der richtige Kompensationsgrad getroffen wurde. Ungewollte Abweichungen oder erhoehte Fertigungsschwankungen fuehren zu Ausbeuteverlusten bis hin zum Verwurf des Loses. Die Idee besteht darin, ein neuartiges Kontrollverfahren einzufuehren. Anstelle der Optimierung der Prozesse, die zur Kontrolle der eingebrachten Ladung eines Typs noetig sind, soll in einem sich selbstregelnden Prozess in situ die Kompensation so nachregeln, dass sich die gewuenschten elektrischen Eigenschaften einstellen. D.h. in einem ersten Prozessschritt wird die Kompensation grob eingestellt, ein auf den Kompensationsgrad sensitiver Parameter gemessen, die Kompensation durch Zugabe einer der beiden Dotierungselemente nachgeregelt, wiederum der auf den Kompensationsgrad sensitive Parameter gemessen, weiter nachgeregelt usw., bis die gewuenschten Eigenschaften des Bauelements erreicht werden. Ein solcher auf den Kompensationsgrad sensitiver Parameter ist beispielsweise die Durchbruchsspannung des Bauelements. Weitere sensitive Parameter sind der RDSon (von der Kompensation ueber den sich zwischen den Saeulen ausbildenden JFET-Effekt abhaengig) oder die Ausgangskapazitaet (ueber die gegenseitige Ausraeumung der p- und n-Gebiete ergibt sich ein unterschiedlich rascher Aufbau der RLZ und somit ebenfalls eine Abhaengigkeit vom Kompensationsgrad). Ein moegliches Verfahren besteht beispielsweise in der Ausnutzung des n-dotierenden Effekts der Protonenimplantation. Ein moeglicher Prozessflow koennte wie folgt aussehen: Start mit p-Substrat (oder Epimaterial). Dosismessung der Durchbruchsspannung, usw. der Durchbruchsspannung, usw. Da man sich in diesem Konzept von der p-lastigen Seite der Kompensationsparabel dem Maximum naehert, aus RDSon-Sicht jedoch ein Arbeitspunkt auf der n-lastigen Seite gewuenscht wird, ergibt sich folgendes Regelungskonzept: fahre bis zum Maximum der Durchbruchsspannung, gehe einen festzulegenden Schritt ueber das Maximum hinaus (zu kontrollieren entweder ueber Durchbruchsspannung oder ueber Implantationsdosis) und beende den Prozess. Insbesondere die Protonenimplantation eignet sich besonders gut, da sie weit am Ende des Fertigungsprozesses eingesetzt wird und damit die Zelle mit dem sprerrenden pn-Uebergang bereits ausgebildet ist. Ein solches Verfahren hat das Potential die Kompensation in bisher nicht vorstellbare Genauigkeitsbereiche zu fuehren und somit eine kontinuierliche Weiterentwicklung des Kompensationsprinzips zu erreichen.

This text was extracted from a PDF file.
This is the abbreviated version, containing approximately 51% of the total text.

Page 1 of 1

S

© SIEMENS AG 2003 file: ifx_2002J50473.doc page: 1

Adaptives Verfahren zur Erstellung des Kompensationsgrads bei Kompensationsbauelementen

Idea: Dr. Gerald Deboy, DE-Muenchen; Dr. Helmut Strack, DE-Muenchen

Eine Weiterentwicklung des Kompensationsprinzips haengt im wesentlichen von einer moeglichst genauen Beherrschung des Kompensationsgrads ab. Wie man empirisch zeigen kann, ist das Produkt aus RDSon-Gewinn und damit Shrink- bzw. Kosteneinsparungspotential und zulaessigen Fertigungstoleranzen konstant. Dies bedeutet, dass zur weiteren Reduktion des Einschaltwiderstands pro Flaeche um beispielsweise Faktor 5 die Toleranzen ebenfalls um Faktor 5 zurueckgehen muessen.

Das heutige Konzept besteht darin, die zu den gesamten Fertigungstoleranzen beitragenden Einzelprozessschwankungen jede fuer sich moeglichst genau zu optimieren. Es wird also die Menge der eingebrachten p-Dotierung und die Menge der eingebrachten n-Dotierung separat kontrolliert. Die Bauelementeigenschaften haengen jedoch neben der Absoluthoehe der Dotierung vor allem von der Differenz der eingebrachten p- und n-Dotierung ab. Erst am fertigen Produkt wird durch Messung der im Datenblatt spezifizierten elektrischen Parameter verifiziert, ob der richtige Kompensationsgrad getroffen wurde. Ungewollte Abweichungen oder erhoehte Fertigungsschwankungen fuehren zu Ausbeuteverlusten bis hin zum Verwurf des Loses.

Die Idee besteht darin, ein neuartiges Kontrollverfahren einzufuehren. Anstelle der Optimierung der Prozesse, die zur Kontrolle der eingebrachten Ladung eines Typs noetig sind, soll in einem sich selbstregelnden Prozess in situ die Kompensation so nachregeln, dass sich die gewuenschten elektrischen Eigenschaften einstellen. D.h. in einem ersten Prozessschritt wird die Kompensation grob eingestellt, ein auf den Kompensationsgrad sensitiver Parameter gemessen, di...