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Verfahren zur Herstellung eines HV-Randabschlusses mit JTE

IP.com Disclosure Number: IPCOM000130306D
Published in the IP.com Journal: Volume 5 Issue 11A (2005-11-25)
Included in the Prior Art Database: 2005-Nov-25
Document File: 3 page(s) / 45K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Hochvolt-Randabschluesse mit JTE-Struktur (Junction Termination Extension) enthalten niedrig dotierte p-Gebiete, fuer deren Implantation bislang eine eigene Fototechnik benoetigt wird. Ein neuartiges Verfahren ermoeglicht es nun, diese zusaetzliche Fototechnik bei vielen Bauelementen zu vermeiden. Das Verfahren kann auch eingesetzt werden, um die Sperrfaehigkeit von Feldplattenraendern mit nur geringem Mehraufwand zu verbessern. Die Idee besteht darin, dass die Randabschlussstruktur derart ausgelegt wird, dass die zur Strukturierung des Polysilizium-Gates verwendete (Lack-) Maske zusammen mit der Polysiliziumschicht als Implantationsmaske fuer die JTE verwendet werden kann. Dies bedeutet insbesondere, dass das aeussere Ende der JTE mit dem (von innen her gesehen) Beginn einer Polysilizium-Feldplatte zusammenfaellt und zu dieser selbstjustiert ist. Zusaetzlich kann das innere Ende der JTE mit dem (von innen her gesehen) Ende einer Polysilizium-Feldplatte zusammenfallen. Beispiele fuer Bauelemente, bei denen das Verfahren eingesetzt werden kann, sind planare Leistungstransistoren (siehe Abb. 1) und IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder derartige Bauelement mit Trenchgate (IGBT mit Trenchgate siehe Abb. 2). Die Abbildungen enthalten bereits die Randstruktur.

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Verfahren zur Herstellung eines HV-Randabschlusses mit JTE

Idee: Dr. Frank Pfirsch, DE-Muenchen

Hochvolt-Randabschluesse mit JTE-Struktur (Junction Termination Extension) enthalten niedrig dotierte p-Gebiete, fuer deren Implantation bislang eine eigene Fototechnik benoetigt wird. Ein neuartiges Verfahren ermoeglicht es nun, diese zusaetzliche Fototechnik bei vielen Bauelementen zu vermeiden. Das Verfahren kann auch eingesetzt werden, um die Sperrfaehigkeit von Feldplattenraendern mit nur geringem Mehraufwand zu verbessern.

Die Idee besteht darin, dass die Randabschlussstruktur derart ausgelegt wird, dass die zur Strukturierung des Polysilizium-Gates verwendete (Lack-) Maske zusammen mit der Polysiliziumschicht als Implantationsmaske fuer die JTE verwendet werden kann. Dies bedeutet insbesondere, dass das aeussere Ende der JTE mit dem (von innen her gesehen) Beginn einer Polysilizium-Feldplatte zusammenfaellt und zu dieser selbstjustiert ist. Zusaetzlich kann das innere Ende der JTE mit dem (von innen her gesehen) Ende einer Polysilizium-Feldplatte zusammenfallen.

Beispiele fuer Bauelemente, bei denen das Verfahren eingesetzt werden kann, sind planare Leistungstransistoren (siehe Abb. 1) und IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder derartige Bauelement mit Trenchgate (IGBT mit Trenchgate siehe Abb. 2). Die Abbildungen enthalten bereits die Randstruktur.

Das neue Verfahren wird am Beispiel eines planaren Leistungstransistors beschrieben (siehe Abb. 3 und 4), kann aber analog auf andere Bauelemente angewendet werden. Zunaechst wird auf dem Halbleitersubstrat zumindest im Randbereich eine Feldoxidschicht erzeugt. Nach der Gateoxidation wird eine Polysiliziumschicht aufgebracht. Es wird dann eine (Lack-) Maske aufgebracht, mittels derer die Polysiliziumschicht zu Gate- und Feldplattenbereichen strukturiert wird. Es erfolgt dann die Implantation der Dotierung fuer die JTE, und zwar mit so hoher Energie (z.B. 1-2 MeV, Dosis etwa 2E11 - 1E12), dass die JTE durch die Oxidschicht im Randbereich hindurch implantiert wird (siehe Abb. 3). Die Lackdicke wird derart gewaehlt, dass die Dotieratome die Lackmaske mit der darunterliegenden Polysiliziumschicht nicht durchdringen. Die (Lack-) Maske wird erst...