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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. In Goodyear et al. EP 058302881 wird ein n+/p+ Übergang in einem Gebiet zwischen zwei Trenches zur Festlegung des Durchbruchortes und der Durch- bruchspannung patentiert. Dabei handelt es sich je- doch um einen n+/p+ Übergang, der nicht tiefer als das dazugehörende Bodygebiet liegt. Dieses Bodyge- biet ist darüber hinaus im dort patentierten Verfahren durch einen Maskenschritt strukturiert und ist deshalb nicht flächesparend. Bekannt, aber noch nicht veröf- fentlicht ist der Prozessfluss im Rahmen der PFET3 Entwicklung. Dabei wird die Bodyverstärkung mittels HE-Impl. in der Zellmitte durch ein ca. 500nm breites Kontaktloch erzeugt, gefolgt von zwei weiteren Im- plantationen zur Herstellung des Bodykontaktes. Diese Konstruktion soll sicherstellen, dass der Ava- lanchedurchbruch in der Zellmitte erfolgt und die Ladung über den Bodykontakt abfließt. Die Gebiete an den benachbarten Trenchseitenwänden stehen dabei in direkter Konkurrenz zum Durchbruchsort in der Zellmitte. Auftretende hohe E-Felder an der Trenchwand bewirken in vielen Fällen einen Avalan- chedurchbruch und damit hohe Ströme an der Trenchseitenwand, was wiederum zu unerwünschten Hot Carrier Effekten führt.

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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...