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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“.

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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...