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Trenchkaskade am Chiprand

IP.com Disclosure Number: IPCOM000020147D
Original Publication Date: 2003-Nov-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Nov-25

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei der Entwicklung neuer Generationen von DMOS-Leistungstransistoren (Double-Diffused Metal Oxide Semiconductor), insbesondere von Trenchtransistoren, spielt die Verringerung des spezifischen Einschaltwiderstandes, Ron*A, eine grosse Rolle. Um neben dem niedrigen Ron*A auch gute Durchbruchseigenschaften zu erhalten, ist eine Optimierung sowohl der Transistor-Zellen als auch des Chiprandes unerlaesslich. In der Patentschrift DE 100 14 660 C2 von Hirler/Werner Fig. 3 wird eine Randkonstruktion mit mehreren Trenches, die auf unterschiedlichen, zum Saegerand hin Drainpotential erreichenden Potentialen liegen, vorgeschlagen. Die verschiedenen Potentiale in den Trenches werden ueber Abgriffe aus den benachbarten Siliziumgebieten realisiert. Dabei ist fuer die jeweiligen Abgriffe ein recht hoher Flaechenbedarf noetig, insbesondere da stets eine Metallleiterbahn benoetigt wird (Designrules fuer Metallisierung liegen bei ca. 25µm Pitch). In der Dissertation von U.Wahl „Herstellungsprozess fuer niederohmige vertikale Leistungs-MOS-Transistoren“ (ISBN 3-89820-126-0) werden mehrere Trench(-ringe) im Chiprandbereich vorgestellt, die jedoch alle auf floatendem Potential liegen. In dieser Abhandlung wird vorgeschlagen, einen oder mehrere Trenchringe im Chiprandbereich auszufuehren, die jeweils auf definiertem Potential liegen. Das Potential wird von Source nach Drain mittels einer Spannungsteilerkonstruktion durchgestimmt, und zwar mit Hilfe sehr kleiner Trenchverbindungsstuecke zwischen den Trenchringen, die entsprechend hochohmig, z.B. durch undotiertes Polysilizium in den Trenchverbindungsstuecken, ausgelegt werden. Die Leckstroeme betragen dabei ca. 10-100nA fuer Trenchverbindungsstuecke von etwa 10μm Laenge und einer Polyquerschnittsflaeche von ca. 0,1μm2. Somit ergibt sich eine Potentialkaskade vom innersten zum aeussersten Trenchring, der dann auf Drainpotential gelegt werden kann. Die Trenchringe koennen, je nach Spannungsklasse, wesentlich dichter angeordnet werden als dies bei der Loesung mit Metallleiterbahnen moeglich ist. Daher ist mit einer deutlichen Flaechenersparnis zu rechnen.