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Halbleiterbauelement mit tiefliegender Epiverstärkung und Verfahren zu seiner Herstellung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017820D
Original Publication Date: 2001-Oct-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 192K

Publishing Venue

Siemens

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Dr. Markus Zundel: AUTHOR

Abstract

Bei Trench-Transistoren soll der Avalanche- Durchbruch in der Zellmitte stattfinden. Dazu wird eine Epiverstärkungsimplantation in Kombination mit der schon bekannten Bodyverstärkungsimplantation eingeführt, um den Avalanchedurchbruch noch kon- sequenter in der Zellmitte zu erzwingen.

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Bauelemente

Halbleiterbauelement mit tieflie-gender Epiverstärkung und Ver-fahren zu seiner Herstellung

Idee: Dr. Markus Zundel, Taufkirchen

Bei Trench-Transistoren soll der Avalanche-Durchbruch in der Zellmitte stattfinden. Dazu wirdeine Epiverstärkungsimplantation in Kombination mitder  schon  bekannten  Bodyverstärkungsimplantationeingeführt, um den Avalanchedurchbruch noch kon-sequenter in der Zellmitte zu erzwingen.

In  Goodyear  et  al.  EP  058302881  wird  ein n+/p+Übergang in einem Gebiet zwischen zwei Trencheszur Festlegung des Durchbruchortes und der Durch-bruchspannung patentiert. Dabei handelt es sich je-doch um einen n+/p+ Übergang, der nicht tiefer alsdas dazugehörende Bodygebiet liegt. Dieses Bodyge-biet ist darüber hinaus im dort patentierten Verfahrendurch einen Maskenschritt strukturiert und ist deshalbnicht flächesparend. Bekannt, aber noch nicht veröf-fentlicht ist der Prozessfluss im Rahmen der PFET3Entwicklung. Dabei wird die Bodyverstärkung mittelsHE-Impl. in der Zellmitte durch ein ca. 500nm breitesKontaktloch erzeugt, gefolgt von zwei weiteren Im-plantationen zur Herstellung des Bodykontaktes.Diese Konstruktion soll sicherstellen, dass der Ava-lanchedurchbruch in  der  Zellmitte  erfolgt  und  dieLadung über den Bodykontakt abfließt. Die Gebietean den benachbarten Trenchseitenwänden stehendabei in direkter Konkurrenz zum Durchbruchsort inder  Zellmitte.  Auftretende  hohe E-Felder an derTrenchwand bewirken in vielen Fällen einen Avalan-chedurchbruch und damit hohe Ströme an derTrenchseitenwand, was wiederum zu unerwünschtenHot Carrier Effekten führt.

Die beschriebene  Erfindung  löst  das  Problem  da-durch,  dass  die  Konkurrenzsituation  zwischen demDurchbruchsort an der Trenchwand und in der Zell-mitte deutlich zugunsten  der  Zellmitte  verschobenwird. Weiterhin  sind  Auswirkungen  von  Prozess-schwankungen  auf  Transistorparameter  durch dieEinführung der Epiverstärkung stark verringert bzw.beseitigt. Darüber hinaus wird eine Verbesserung desR on   ⋅  A automatisch mitgeliefert.

Vorteile der Epiverstärkung:

1. Die  Abhängigkeit  des  Durchbruchortes  von  derLage der  Feldplatte  und  deren  Schwankungen  (  ±200nm) kann soweit reduziert werden, dass innerhalbdieser  Schwankungen  der  Durchbruch stets in derZellmitte erfolgt.

2. Die Abhängigkeit der Durchbruchsspannung vonden  Schwankungen  der  Epitaxiedotierung  (  ±    10%)wird auf die Schwankung...