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PCM-Strukturen für tiefliegende aktive Dotierstrukturen bei Kompensationsbauelementen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018230D
Original Publication Date: 2002-Apr-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 786K

Publishing Venue

Siemens

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Dr. Hans Weber: AUTHOR [+3]

Abstract

Mit neuen Technologie-Generationen vor allem bei Leistungsanwendungen spielt die Bearbeitung von Bereichen, die im fertigen Bauteil tief im spannungs- aufnehmenden Volumen liegen, eine wachsende Rolle. Ein Beispiel sind dabei Kompensationsbau- elemente mit CoolMOS-Struktur. Die derzeit gängige Herstellmethode fußt auf der „Mehrfachepitaxie“. Zwecks Prozesskontrolle sind auf der Halbleiter- scheibe neben den Systemchips für gewöhnlich auch Teststrukturen (Process Control Monitoring = PCM- Strukturen) implementiert, welche nach Abschluss des Fertigungsdurchlaufes elektrisch gemessen wer- den und mit Hilfe derer einzelne Prozessparameter quantifiziert werden können. Bisher gibt es solche Strukturen lediglich für den Deviceprozeß einer Fertigungsstrecke.

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PCM-Strukturen für tiefliegendeaktive Dotierstrukturen bei Kom-pensationsbauelementen

Bauelemente

Idee: Dr. Hans Weber, A-Villach;

Dr. Roland Resch, A-Villach;Dr. Manfred Pippan, A-Villach

Mit neuen Technologie-Generationen vor allem beiLeistungsanwendungen� spielt� die� Bearbeitung� vonBereichen, die im fertigen Bauteil tief im spannungs-aufnehmenden Volumen liegen, eine wachsendeRolle.� Ein� Beispiel� sind dabei Kompensationsbau-elemente mit CoolMOS-Struktur. Die derzeit gängigeHerstellmethode fußt auf der „Mehrfachepitaxie“.

Zwecks� Prozesskontrolle� sind� auf� der Halbleiter-scheibe neben den Systemchips für gewöhnlich auchTeststrukturen (Process Control Monitoring = PCM-Strukturen)� implementiert,� welche� nach Abschlussdes Fertigungsdurchlaufes elektrisch gemessen wer-den und mit Hilfe derer einzelne Prozessparameterquantifiziert werden können.� Bisher� gibt� es� solcheStrukturen lediglich� für� den� Deviceprozeß� einerFertigungsstrecke.

Die nachfolgende Idee bezieht sich in der Folge aufdie Angabe von PCM-Strukturen, mit denen die Un-terbauparameter voneinander getrennt ausgelesenwerden können und stellt eine Methode vor, die eineschnelle, sehr günstige und zuverlässige Kontrolle/Analyse� hinsichtlich� Fehlprozessierung� wiederspie-gelt.

Der Unterbau PCM dient dazu, massive Fehlprozes-sierungen im� Unterbau� eines� Coolmos� hinsichtlichdes� verursachenden� Prozessschrittes verlässlich aufelektrischem Wege zu detektieren.

Mit der Einführung des Unterbau PCM wird es mög-lich,� Fehlprozessierungen� im� Unterbau (auch aneinzelnen� Wafern)� ohne aufwendige Fehleranalyseschon� in� der� Parametermessung zu erkennen undderen Ursache zu identifizieren. Damit kann effizientan evtl. vorzunehmende Verbesserungen im Bearbei-tungsprozess herangegangen werden.

Im Detail sind die Strukturen derart ausgelegt, dassfolgende Ereignisse erkannt werden:

A: Fehlende Epi-Schicht

B: Doppelt prozessierte Epi-Schicht

C: Doppelte Implantation einer Ebene

D: Fehlende Implantation einer Ebene (kein Implan-tationsprozess bzw. Lack ohne lithografische Struk-turierung)

E: Fehlender Lack (ganzflächige Implantation)

Im nachfolgenden wird� die� Umsetzung� des� Unter-bau-PCM-Konzeptes am Beispiel einer Mehrfache-pitaxiestruktur mit 6 Schichten beschrieben.

Struktur A (NoEpi)

Die Struktur A besteht aus p-Säulen und p-Platten,die derart angeordnet sind, dass bei korrekter Prozes-sierung� die� Widerstandsstrecke� zwischen jeweilszwei benachbarten Anschlüssen (A1-A2, A2-A3, ... ,A6-A7) unterbrochen ist (s. Abb. 1).

Fehlt nun jedoch eine der Epi-Schichten, so sind dieWiderstandsstrecken� in� einem� bestimmten Musterkurzgeschlossen.� Bezeichnet� man� Open� mit 0 undShort� mit� 1,� so ergibt sich� ein� charakteristischesBitmuster,� je� nachdem� welche� der Epi-Schichtenfehlt.

Abb. 1

Abb. 2

Struktur B (2Epi)

Die Struktur B besteht aus p-Säulen und p-Platten,die derart angeordnet sind, dass bei korrekter Prozes-sierung� die� Widerstandsstrecke� zwischen jewei...