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Randfreier Hochvolttransistor ausgeführt in kombinierter Aufbau-und Trenchtechnologie

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017544D
Original Publication Date: 2001-Apr-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 5 page(s) / 391K

Publishing Venue

Siemens

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Dr. Michael Rüb: AUTHOR

Abstract

Das zu lösende Problem besteht vornehmlich darin, einen Hochvolttransistor so zu konstruieren, dass im Gegensatz zu konventionellen, vertikalen Leistungstransistoren keine aufwendige Struktur zum lateralen Abbau der Sperrspannung zum Chiprand hin benötigt wird. Außerdem soll der Hochvolttransistor eine für die geforderte Stromtragfähigkeit ausreichende Kanalweite bei gleicher bzw. verringerter Chipgröße (im Vergleich zum Standardprodukt) realisieren können, möglichst einfach verdrahtet sein und so konstruiert sein, dass das Bauelement als sogenanntes Kompensationsbauelement mit stark verringertem Einschaltwiderstand ausführen werden kann.

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Energie

Randfreier Hochvolttransistor ausgeführt in kombinierter Aufbau- undTrenchtechnologie

Idee: Dr. Michael Rüb, A-Faak am See

Das zu lösende Problem besteht vornehmlich darin, einen Hochvolttransistor so zu konstruieren,dass im Gegensatz zu konventionellen, vertikalen Leistungstransistoren keine aufwendige Strukturzum lateralen Abbau der Sperrspannung zum Chiprand hin benötigt wird. Außerdem soll derHochvolttransistor eine für die geforderte Stromtragfähigkeit ausreichende Kanalweite bei gleicherbzw. verringerter Chipgröße (im Vergleich zum Standardprodukt) realisieren können, möglichsteinfach verdrahtet sein und so konstruiert sein, dass das Bauelement als sogenanntesKompensationsbauelement mit stark verringertem Einschaltwiderstand ausführen werden kann.

Das Problem eines randfreien Leistungstransistors mit maximaler Kanalweite wurde schon gelöst,aber die Transistoren mit maximaler Kanalweite benötigten drei geätzte Trenches.

Randfreie Kompensationsbauelemente wurden bisher nach dem sogenannten Resurf-Prinzip alsTechnologievariante für intelligente Leistungstransistoren in Erwägung gezogen, doch sind beidiesen Bauelementen die Kompensationsgebiete als Flächen parallel zur Waferoberflächeausgeführt.

Die Idee dieser Erfindung ist, dass ein Transistor, dessen Source und Gategebiete sich in einemTrench befinden. Gate und Source sind hierbei auf der Seitenwand des Trenches so angeordnetwie bei einem vertikalen Standardtransistor auf der Waferoberfläche. Hierbei sind verschiedensteLayouts möglich, z.B. ein rechteckiger Trench (Abbildung 1) oder aber auch streifenförmigeTrenches (Abbildung 4).

Der Drainanschluß befindet sich auf der Waferrückseite (vgl. Abbildung 1 und 2).

Die Kompensationsgebiete sind lamellenartig bzw. keulenförmig zwischen den Source-Draintrenches angeordnet. Die Trenchtiefe d kann gemäß den konkreten Erfordernissen desBauelements im Grunde frei gewählt werden. In Abbildung 2 ist die Maximalvariante mitdurchgeätztem Wafer gezeichnet. Neben der gewünschten Kanalweite ist - sicherlich auch derFeldlinienverlauf innerhalb des Bauelements ein wichtiges Kriterium für die Festlegung derTrenchtiefe. Grund: Die Sourcemetallisierung wirkt wie eine Feldplatte und sorgt dafür, daß dieFeldlinien möglichst senkrecht zur Waferoberfläche innerhalb des Bauelements verlaufen.

Das in Abbildung 2 mit Kanaltiefe k bezeichnete Maß bestimmt im wesentlichen die Kanalweitedes Transistors.

Siemens Technik Report

Jahrgang 4  Nr. 11  April 2001

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Die laterale Ausdehnu...