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Struktur fuer den Randanschluss von Source- und Gate-Poly-Silizium ohne die Gefahr von Kurzschluessen aufgrund parasitaerer Oxidduennungen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000129019D
Original Publication Date: 2005-Oct-25
Included in the Prior Art Database: 2005-Oct-25
Document File: 3 page(s) / 56K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Die Gate-Drain-Rueckwirkungskapazitaet ist bei aktuellen Power-MOSFETs wesentlich fuer dynamische Schaltprozesse verantwortlich. Daher ist die Reduzierung dieser Kapazitaet neben einem moeglichst geringen Einschaltwiderstand zunehmend von Interesse. Dies kann im aktiven Zellenfeld von Trenchtransistoren z.B. mittels Einfuehrung einer Source-Elektrode unter der Gate-Elektrode erreicht werden (Realisierung beider Elektroden beispielsweise aus hoch dotiertem Silizium). Folge hiervon ist, dass im Randbereich sowohl Gate- als auch Source-Poly-Silizium zu kontaktieren sind. Diese Verbindung erfolgt normalerweise mittels Kontakten auf planarem Polysilizium, welches hierzu beim Recess-Aetzen an diesen Kontaktstellen durch eine Lochmaske abzudecken ist. Anschliessend kann, beispielsweise parallel im Zellenfeld und im Randbereich, das Zwischenoxid mittels einer anisotropen Oxidaetzung geoeffnet und durch eine Grabenaetzung der Siliziumkontakt hergestellt werden. In dem zuvor beschriebenen Fall wird waehrend der Grabenaetzung das planare Poly-Silizium viel frueher durchgeaetzt, als fuer die Grabenendtiefe im Zellenfeld erforderlich ist (siehe Abbildung 1). In der verbleibenden Zeit des Aetzprozesses wird das darunter liegende Isolationsoxid in unterschiedlichem Masse geduennt, und zwar in Abhaengigkeit von der Selektivitaet der Polyrecessaetzung. Am Ende des Prozesses verbleibt ein Restoxid, welches abhaengig von anliegendem Feld und der Prozessschwankungen, eventuell nicht mehr ausreicht, eine zuverlaessige Isolation zu gewaehrleisten.

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S

Struktur fuer den Randanschluss von Source- und Gate-Poly-Silizium ohne die Gefahr von Kurzschluessen aufgrund parasitaerer Oxidduennungen

Idee: Dr. Oliver Haeberlen, AT-Villach; Martin Poelzl, AT-Villach; Dr. Walter Rieger, AT-Villach

Die Gate-Drain-Rueckwirkungskapazitaet ist bei aktuellen Power-MOSFETs wesentlich fuer dynamische Schaltprozesse verantwortlich. Daher ist die Reduzierung dieser Kapazitaet neben einem moeglichst geringen Einschaltwiderstand zunehmend von Interesse. Dies kann im aktiven Zellenfeld von Trenchtransistoren z.B. mittels Einfuehrung einer Source-Elektrode unter der Gate-Elektrode erreicht werden (Realisierung beider Elektroden beispielsweise aus hoch dotiertem Silizium). Folge hiervon ist, dass im Randbereich sowohl Gate- als auch Source-Poly-Silizium zu kontaktieren sind. Diese Verbindung erfolgt normalerweise mittels Kontakten auf planarem Polysilizium, welches hierzu beim Recess-Aetzen an diesen Kontaktstellen durch eine Lochmaske abzudecken ist. Anschliessend kann, beispielsweise parallel im Zellenfeld und im Randbereich, das Zwischenoxid mittels einer anisotropen Oxidaetzung geoeffnet und durch eine Grabenaetzung der Siliziumkontakt hergestellt werden.

In dem zuvor beschriebenen Fall wird waehrend der Grabenaetzung das planare Poly-Silizium viel frueher durchgeaetzt, als fuer die Grabenendtiefe im Zellenfeld erforderlich ist (siehe Abbildung 1). In der verbleibenden Zeit des Aetzprozesses wird das darunter liegende Isolationsoxid in unterschiedlichem Masse geduennt, und zwar in Abhaengigkeit von der Selektivitaet der Polyrecessaetzung. Am Ende des Prozesses verbleibt ein Restoxid, welches abhaengig von anliegendem Feld und der Prozessschwankungen, eventuell nicht mehr ausreicht, eine zuverlaessige Isolation zu gewaehrleisten.

Derzeit wird dieses Problem vermieden und eine zuverlaessige Isolation gewaehrleistet, indem eine zusaetzliche Fotoebene und ein Zusatzprozess eingefuehrt werden. Wuenschenswert ist daher, diesen zusaetzlichen Aufwand mittels geeigneter Layout- bzw. Prozessmassnahmen zu vermeiden.

Im Folgenden wird ein Verfahren vorgeschlagen mittels dessen unter Einsatz einer geschickten Layoutanordnung eine zuverlaessige Isolation ohne Zusatzprozesse gelingt. Hierzu wird unter einem Kontakt auf Source-Poly-Silizium in den vorhergehenden Standardebenen ein Dummy-Trench mit einer maximalen und durch die Design-Plaene zulaessigen Breite geaetzt, so dass die effektive Schichtdicke des Poly-Siliziums deutlich erhoeht wird (siehe Abbildung 2). Dadurch kann ein tiefer Graben geaetzt werden, ohne dass das darunter liegende Isolationsoxid geduennt wird, und die Dicke des Oxids reicht aus, um der Spannungsdifferenz zwischen Source-Poly-Silizium (0V) und Silizium- Substrat (Drainspannung) zuverlaessig standzuhalten.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, in den vorhergehenden Standardprozessschritten unter einem Kontakt auf Gate-Poly-Silizium eine Insel aus Source-Poly-Silizium stehen zu lassen, welche jede...