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Verfahren zur Herstellung von Dick-und Dünnoxidstrukturen in Trenches mittels Sauerstoffimplantation

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018224D
Original Publication Date: 2002-Apr-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 230K

Publishing Venue

Siemens

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Dr. Markus Zundel: AUTHOR

Abstract

Bei der Entwicklung neuer Generationen von DMOS -Leistungstransistoren (Degradation Metal Oxyd Semiconductor) spielt die Verringerung des spezifischen Einschaltwiderstandes R on x A eine große Rolle. Dazu werden die geometrischen Ab- messungen des Transistors so optimiert, daß der Flächenbedarf auf der Waferscheibe pro Kanalweite minimiert wird. Ein wesentlicher Schritt war dabei, von planaren Konzepten mit großem Flächenbedarf auf vertikale Trench-Konzepte mit deutlich verrin- gertem Flächenbedarf umzusteigen. Die reproduzier- bare, stabile und produktionstaugliche Herstellung einer Dickoxid-Dünnoxidstruktur innerhalb eines Trenches ("Feldplatte") stellt dabei eine besondere Herausforderung an die verwendeten Technologien dar, die bis heute nur teilweise gemeistert wurden. Hier kann mit Hilfe einer Sauerstoffimplantation und anschließender oxidativer Temperung ein neues Verfahren bereitgestellt werden, das die noch vor- handenen grossen Streuungen der Lage des Feld- plattenfußpunktes deutlich verringern soll. Dies ist insofern wichtig, da die Lage des Feldplattenfuß- punktes unmittelbaren Einfluß auf das Durchbruch- verhalten des Feldplattentrenchtransistors hat.

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Verfahren zur Herstellung vonDick- und Dünnoxidstrukturen inTrenches mittels Sauerstoffimplan-tation

Bauelemente

Idee: Dr. Markus Zundel, München

Bei der Entwicklung neuer Generationen vonDMOS -Leistungstransistoren (Degradation MetalOxyd  Semiconductor)  spielt  die  Verringerung desspezifischen  Einschaltwiderstandes R on  x  A  einegroße  Rolle.  Dazu  werden  die  geometrischen  Ab-messungen  des  Transistors  so  optimiert, daß derFlächenbedarf auf der Waferscheibe pro Kanalweiteminimiert wird. Ein wesentlicher Schritt war dabei,von planaren Konzepten mit großem Flächenbedarfauf vertikale Trench-Konzepte  mit  deutlich  verrin-gertem Flächenbedarf umzusteigen. Die reproduzier-bare,  stabile  und  produktionstaugliche Herstellungeiner Dickoxid-Dünnoxidstruktur innerhalb einesTrenches  ("Feldplatte")  stellt  dabei  eine besondereHerausforderung an die verwendeten Technologiendar, die bis heute nur teilweise gemeistert wurden.Hier kann mit Hilfe einer Sauerstoffimplantation undanschließender oxidativer Temperung ein neuesVerfahren  bereitgestellt  werden,  das die noch vor-handenen  grossen  Streuungen  der  Lage  des  Feld-plattenfußpunktes  deutlich  verringern  soll.  Dies  istinsofern  wichtig,  da  die Lage des Feldplattenfuß-punktes unmittelbaren Einfluß auf das Durchbruch-verhalten des Feldplattentrenchtransistors hat.

Die Herstellung einer brauchbaren Dickoxid-Dünnoxidstruktur innerhalb eines Trenches wirdheute  typischerweise  mittels  Lackstöpsel-  oder Po-lyplug- oder BPSG-Stöpselprozessen  (Bor-Phosphor-Silicatglas )  hergestellt.  Dabei  treten je-doch  größere  Probleme  in der Reproduzierbarkeit,der Stabilität und in den Streuungen dieser Prozesseauf. Dies liegt im wesentlichen an den verwendetenRückätzverfahren,  deren  Ätzraten  zwar  für  planareProzesse gut bekannt  sind,  für  Rückätzungen  inTrenches hinein jedoch kaum bekannt sind und zurZeit nur abgeschätzt werden können. Eine gänzlichzufriedenstellende Lösung dieser Probleme mit hoherReproduzierbarkeit  und  geringen  Streuungen derLage des Feldplattenfußpunktes konnte bisher nochnicht erreicht werden.

Folgender Prozessfluss wird deshalb für einenFeldplattentrenchtransistor vorgeschlagen:

1.     Aufbringen der Trench-Hardmask

2.     Durchführung der Trenchätzung

3.     Isotrope Trench-Verrundungsätzung (Unterät-zung der Hardmask, siehe Abb. 1)

4.     Optional:®..